Kp-02 (Bangunan Utama)

STANDAR PERENCANAAN IRIGASI

KRITERIA PERENCANAAN

BAGIAN BANGUNAN UTAMA KP

02 02

–

Daftar Isi

i

DAFTAR ISI

1.

PENDAHULUAN

1.1 Umum

........................................................................ ........................................................................

1

1.2 Definisi ...................................... ........................................................................ ..................................

1

1.3 Kesahihan/Validitas ....................................... ....................................................... ................

1

1.4 Jenis-jenis Bangunan Utama............................................

2

1.4.1

Bendung Tetap........................................ Tetap .................................................... ............

3

1.4.2

Bendung Gerak......................................... Gerak.................................................... ...........

3

1.4.3

Bendung Karet ................................................. ................................................... ..

4

1.4.4

Bendung Saringan Saringan Bawah ........... ................ ........... ........... ........... ......... ...

5

1.4.5

Pompa Pompa .............................................. .............................................................. ................

5

1.4.6

Pengambilan Pengambilan Bebas .......... ................ ........... .......... ........... ........... ........... ........ ..

6

1.4.7

Bendung Tipe Gergaji .........................................

6

1.5 Bagian-bagian Bangunan Utama ......................................

6

1.5.1 Bangunan Bendung .......................................... ............................................. ...

8

Pengambilan........................................................

11

1.5.3 Pembilas................................................ Pembilas .............................................................. ..............

11

1.5.4 Kantong Lumpur Lumpur ........... ................. ............ ........... ........... ............ ........... .......... .....

13

1.5.5 Bangunan Bangunan Perkuatan Perkuatan Sungai ........... ................. ........... ........... ........... .....

13

1.5.6 Bangunan pelengkap ........................................ ............................................ ....

13

1.5.2

2.

DATA

2.1 Pendahuluan ........................................... .................................................................. .......................

15

2.2 Data kebutuhan air multisektor........................................ multisektor ........................................

16

2.3 Data Topografi .................................................. ............................................................... .............

17

2.4 Data Hidrologi ........................................... ................................................................ .....................

18

2.4.1

Debit banjir .......................................... ......................................................... ...............

18

2.4.2

Debit andalan.............................................. andalan ...................................................... ........

20

Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Daftar Isi

2.4.3

3.

4.

ii

Neraca air .................................................. ........................................................... .........

20

2.5 Data Morfologi....................................... Morfologi ................................................................ .........................

20

2.5.1

Morfologi............................................................. Morfologi..................... ........................................

21

2.5.2

Geometrik Geometrik sungai ........... ................. ............ ........... ........... ........... ........... ......... ...

21

2.6 Data Geologi Teknik............................................... Teknik ........................................................ .........

21

2.6.1

Geologi .......................................... ............................................................... .....................

21

2.6.2

Data Mekanika Mekanika Tanah ........... ................ ........... ........... .......... ........... .......... ....

22

BANGUNAN BENDUNG

3.1 Umum........................................ Umum ............................................................................ ....................................

23

3.2 Syarat Syarat – syarat Penentuan Penentuan Lokasi Lokasi Bendung ........... ................. ........... .....

23

3.2.1

Kemiringan Kemiringan dasar sungai dan bahan dasar............ dasar............

32

3.2.2

Morfologi sungai ..................................................

36

3.3 Muka Air ......................................... ....................................................................... ..............................

38

3.4 Topografi ........................................ ....................................................................... ...............................

39

3.5 Kondisi Geologi Teknik ............................................... .................................................... .....

39

3.6 Metode Pelaksanaan ...................................... ....................................................... .................

40

3.7 Aksesibilitas dan Tingkat Pelayanan ................................

41

3.8 Tipe Bangunan ........................................... ............................................................... ....................

41

3.8.1 Umum ................................................... ................................................................ .............

41

3.8.2 Bangunan Bangunan pengatur pengatur muka air ............ ................. ........... ........... ........ ...

43

3.8.3 Bangunan Bangunan – bangunan bangunan muka air bebas ............ ................. .....

45

PERENCANAAN HIDROLIS

4.1 Umum

........................................................................ ....................................... .................................

48

4.2 Bendung pelimpah ............................................. .......................................................... .............

48

4.2.1

Lebar bendung ............................................ .................................................... ........

48

4.2.2

Perencanaan Perencanaan Mercu .......... ................ ........... .......... ........... ........... .......... ........ ...

50

4.2.3

Pelimpah Pelimpah gigi gergaji gergaji ........... ................ ........... ............ ........... ........... .......... ....

61


Daftar Isi

iii

4.2.4

Tata letak dan Bentuk gigi ...................................

62

4.2.5

Pangkal bendung.................................................

64

4.2.6

Peredam energi ...................................................

65

4.2.7

Kolam loncat air ..................................................

67

4.2.8

Peredam energi tipe bak tenggelam......................

72

4.2.9

Kolam Vlugter .....................................................

76

4.2.10 Modifikasi Peredam Energi ...................................

76

4.3 Bendung gerak ...............................................................

86

4.3.1

Pengaturan Muka Air ..........................................

86

4.3.2

Tata letak ...........................................................

87

4.3.3

Pintu...................................................................

88

4.3.4

Bangunan Pelengkap Bendung Gerak....................

91

4.4 Bendung karet ...............................................................

92

4.4.1

Lebar bendung ....................................................

92

4.4.2

Perencanaan mercu (tabung karet).......................

93

4.4.3

Pembendungan ...................................................

95

4.4.4

Penampungan dan Pelepasan ...............................

96

4.4.5

Peredaman energi ...............................................

96

4.4.6

Panjang lantai hilir bendung .................................

96

........................................................................

98

4.5.1

Tata letak ...........................................................

98

4.5.2

Bangunan pelengkap pompa ...............................

98

4.5.3

Tenaga pompa ....................................................

99

4.5 Pompa

4.6 Bendung Saringan Bawah................................................ 103 4.6.1

Tata letak ........................................................... 103

4.6.2

Bangunan pelengkap Bendung Saringan Bawah..... 108

4.7 Pengambilan bebas......................................................... 109


Daftar Isi 5.

iv

BANGUNAN PENGAMBILAN DAN PEMBILAS

5.1 Tata Letak...................................................................... 112 5.2 Bangunan Pengambilan................................................... 112 5.3 Pembilas ........................................................................ 116 5.4 Pembilas Bawah.............................................................. 119 5.5 Pintu .............................................................................. 123 5.5.1

Umum ................................................................ 123

5.5.2 Pintu Pengambilan ............................................... 125 5.5.3

6.

Pintu bilas ........................................................... 127

PERENCANAAN BANGUNAN

6.1 Umum............................................................................ 129 6.2 Penggunaan bahan khusus .............................................. 129 6.2.1 Lindungan permukaan ......................................... 129 6.2.2 Lindungan dari pasangan batu kosong.................. 130 6.2.3 Filter................................................................... 131 6.2.4 Bronjong............................................................. 133 6.3 Bahan Pondasi................................................................ 134 6.4 Analisis Stabilitas ............................................................ 136 6.4.1

Gaya-gaya yang bekerja pada bangunan............... 136

6.4.2

Tekanan air......................................................... 136

6.4.3

Tekanan Lumpur ................................................. 141

6.4.4

Gaya gempa........................................................ 141

6.4.5

Berat bangunan................................................... 142

6.4.6

Reaksi Pondasi .................................................... 142

6.4.7

Analisis Stabilitas Bendung Karet .......................... 144

6.5 Kebutuhan Stabilitas ....................................................... 145 6.5.1

Ketahanan terhadap gelincir................................. 145

6.5.2

Guling................................................................. 147


Daftar Isi

v

6.5.3

Stabilitas terhadap erosi bawah tanah (piping) ...... 148

6.5.4

Perencanaan kekuatan tubuh bendung dari tabung karet ....................................................... 152

6.6 Detail Bangunan ............................................................. 155

7.

6.6.1

Dinding penahan ................................................. 155

6.6.2

Perlindungan terhadap erosi bawah tanah............. 157

6.6.3

Peredam energi .................................................. 160

PERENCANAAN KANTONG LUMPUR

7.1 Pendahuluan .................................................................. 162 7.2 Sedimen ........................................................................ 162 7.3 Kondisi-kondisi batas....................................................... 163 7.3.1

Bangunan Pengambilan ...................................... 163

7.3.2

Jaringan Saluran ................................................ 165

7.3.3

Topografi........................................................... 165

7.4 Dimensi Kantong Lumpur ................................................ 166 7.4.1

Panjang dan lebar kantong lumpur...................... 168

7.4.2

Volume tampungan ............................................ 171

7.5 Pembersihan .................................................................. 171

7.6

7.7

7.5.1

Pembersihan secara hidrolis ............................... 174

7.5.2

Pembersihan secara manual/mekanis................... 175

Pencekan Terhadap Berfungsinya Kantong Lumpur.......... 177 7.6.1

Efisiensi pengendapan ........................................ 177

7.6.2

Efisiensi pembilasan............................................ 177

Tata Letak Kantong Lumpur, Pembilas dan Pembilas di Saluran Primer ............................................. 178 7.7.1

Tata Letak.......................................................... 178

7.7.2

Pembilas ............................................................ 180

7.7.3

Pengambilan saluran primer ................................ 181


Daftar Isi

7.7.4 7.8

8.

vi

Saluran pembilas ................................................ 182

Perencanaan Bangunan.................................................. 183

PENGATURAN SUNGAI DAN BANGUNAN PELENGKAP

8.1

Lindungan Terhadap Gerusan ......................................... 184 8.1.1

Lindungan dasar sungai ...................................... 184

8.1.2

Lindungan tanggul sungai ................................... 185

8.2 Tanggul ........................................................................ 189 8.2.1

Panjang dan elevasi ............................................ 189

8.2.2

Arah poros ......................................................... 189

8.2.3

Tinggi jagaan ..................................................... 190

8.2.4

Potongan melintang ............................................ 190

8.2.5 Pembuang.......................................................... 191 8.3

9.

Sodetan sungai.............................................................. 192

PENYELIDIKAN MODEL HIDROLIS

9.1

Umum ........................................................................ 195

9.2

Penyelidikan Model untuk Bangunan Bendung ................. 195

9.3

9.2.1

Lokasi dan tata letak........................................... 195

9.2.2

Pekerjaan pengaturan sungai .............................. 197

9.2.3

Bentuk mercu bendung pelimpah......................... 198

9.2.4

Pintu bendung gerak dan bendung ambang ......... 199

9.2.5

Kolam olak ......................................................... 200

9.2.6

Eksploitasi pintu bendung gerak .......................... 201

9.2.7

Pengambilan dan pembilas .................................. 201

9.2.8

Saluran pengarah dan kantong lumpur................. 201

Kriteria untuk Penyelidikan dengan model ....................... 202


Daftar Isi

vii

10. METODE PELAKSANAAN

10.1 Umum........................................................................... 204 10.2 Pelaksanaan di Sungai.................................................... 204 10.3 Pelaksanaan di Tempat Kering ........................................ 204

LAMPIRAN

Lampiran 1 Daftar instansi-instansi yang dapat diminta data........... 207 Lampiran

2 Tabel-tabel ............................................................... 208

Lampiran

3 Tabel untuk penyelidikan model ................................. 211


Daftar Isi

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Uraian

1.1

Bangunan Utama.......................................................

1.2

Denah dan potongan melintang bendung gerak dan

hal

7

potongan melintang bendung saringan bawah ............

10

1.3

Pengambilan dan pembilas.........................................

12

3.1

Ruas-ruas sungai .......................................................

33

3.2

Akibat banjir lahar .....................................................

33

3.3

Agradasi dan degradasi..............................................

34

3.4

Pengaruh rintangan (cek) alamiah ..............................

35

3.5

Terbentuknya delta....................................................

36

3.6

Morfologi sungai ........................................................

37

3.7

Sungai bermeander dan terowongan ..........................

37

3.8

Metode pelaksanaan alternatif ....................................

41

4.1

Lebar efektif mercu....................................................

49

4.2

Bentuk-bentuk mercu ................................................

50

4.3

Bendung dengan mercu bulat.....................................

52

4.4

Tekanan pada mercu bendung bulat sebagai fungsi perbandingan H1 /r .....................................................

4.5

53

Harga-harga koefisien C0 untuk bendung ambang bulat sebagai fungsi perbandingan H1 /r..........

53

4.6

Koefisien C1 sebagai fungsi perbandingan p/H1 ............

54

4.7

Harga-harga koefisien C2 untuk bendung mercu Ogee dengan muka hulu melengkung (menurut USBR, 1960)` .............................................


54

Daftar Isi

4.8

Faktor pengurangan aliran tenggelam sebagai fungsi H2 /H1 ........................................................................

4.9

ix

55

Bentuk-bentuk bendung mercu Ogee (U.S. Army Corps of Engineers, Waterways Experimental Station) ................................................

4.10

57

Faktor koreksi untuk selain tinggi energi rencana pada bendung mercu Ogee (menurut VEN TE CHOW), 1959, 1959, berdasarkan data USBR dan WES) ...........

4.11

58

Faktor pengurangan aliran tenggelam sebagai fungsi p2 /H1 dan H2 /H1. (Disadur dari U.S. Army Corps of Engineers, Waterways Experimental Station) .

4.12

59

Harga-harga Cv sebagai fungsi perbandingan luas α

1

C d A * / A1 untuk

bagian pengontrol segi empat

(dari Bos, 1977) ........................................................

60

4.13

Potongan hulu dan tampak pengontrol........................

61

4.14

Denah pelimpah bentuk gergaji .................................

63

4.15

Pangkal bendung .......................................................

65

4.16

Peredam energi .........................................................

66

4.17

Metode Perencanaan kolam loncat air .........................

67

4.18

Parameter-parameter loncat air ..................................

69

4.19

Hubungan percobaan antara Fru, y2 /yu’ dan n/yu untuk ambang ujung pendek (menurut Forster dan Skrinde, 1950) ....................................................

4.20

70

Karakterisitik kolam olak untuk dipakai dengan bilangan Froude di atas 4,5 ; kolam USBR Tipe III (Bradley dan Peterka, 1957) ..................................

70

4.21

Blok-blok halang dan blok-blok muka..........................

71

4.22

Peredam energi tipe bak tenggelam............................

72

4.23

Jari-jari minimum bak ................................................

74


Daftar Isi

x

4.24

Batas minimum tinggi air hilir .....................................

75

4.25

Batas maksimum tinggi air hilir...................................

75

4.26

Kolam olak menurut Vlugter .......................................

76

4.27

Potongan memanjang bendung tetap dengan peredam energi tipe MDO .......................................................

4.28

83

Potongan memanjang bendung tetap dengan peredam energi tipe MDS ........................................................

83

4.29

Grafik MDO – 1 Pengaliran melalui mercu bendung .....

84

4.30

Grafik MDO – 1a Penentuan bahaya kavitasi di hilir mercu bendung .........................................................

4.31

Grafik MDO – 2 Penentuan kedalaman lantai peredam energi ......................................................................

4.32

84

85

Grafik MDO – 3 Penentuan panjang lantai peredam energi ......................................................................

85

4.33

Macam-macam tipe pintu ...........................................

91

4.34

Tata letak & komponen bendung karet .......................

93

4.35

Potongan melintang bendung karet ............................

93

4.36

Penampang lintang pada pusat V-notch ......................

95

4.37

Tampak depan tabung karet yang alami V-notch .........

95

4.38

Loncat air di hilir bendung karet .................................

97

4.39

Sketsa panjang lantai hilir untuk yi besar.....................

97

4.40

Koefisien debit μ untuk permukaan pintu datar atau lengkung................................................................... 100

4.41

Variasi dalam perencanaan roda sudut (impeller), kecepatan spesifik dan karakteristik tinggi energi-debit pompa ................................................... 101

4.42

Tipe-tipe stasiun pompa tinggi energi rendah .............. 103

4.43

Tipe-tipe tata letak bendung saringan bawah .............. 104

4.44

Hidrolika saringan bawah ........................................... 106


Daftar Isi

4.45 4.46

xi

Aliran bertekanan ...................................................... 107 Penyelidikan model oleh Habermaas, yang memperlihatkan banyaknya sedimen yang masuk ke dalam pengambilan ................................................... 109

4.47

Pintu aliran bawah ..................................................... 110

5.1

Tipe pintu pengambilan.............................................. 114

5.2

Geometri bangunan pengambilan ............................... 115

5.3

Bentuk-bentuk jeruji kisi-kisi penyaring dan hargaharga β ..................................................................... 116

5.4

Geometri pembilas..................................................... 117

5.5

Pembilas samping...................................................... 118

5.6

Metode menemukan tinggi dinding pemisah ................ 119

5.7

Pembilas bawah ........................................................ 121

5.8

Pusaran (vortex) dan kantong udara di bawah penutup atas saluran pembilas bawah...................................... 123

5.9

Gaya-gaya yang bekerja pada pintu............................ 124

5.10

Sekat air dari karet untuk bagian (A), dasar (B) dan atas (C) pada pintu baja...................................... 125

5.11

Tipe-tipe pintu pengambilan: pintu sorong kayu dan baja ................................................................... 126

5.12

Pintu pengambilan tipe radial ..................................... 126

5.13

Tipe-tipe pintu bilas ................................................... 128

5.14

Aerasi pintu sorong yang terendam ............................ 128

6.1

Grafik untuk perencanaan ukuran pasangan batu kosong...................................................................... 131

6.2

Contoh filter antara pasangan batu kosong dan bahan asli (tanah dasar) ............................................ 132


Daftar Isi

xii

6.3

Detail bronjong.......................................................... 134

6.4

Gaya angkat untuk bangunan yang dibangun pada pondasi batuan.......................................................... 137

6.5

Konstruksi jaringan aliran menggunakan analog listrik ........................................................................ 138

6.6

Contoh jaringan aliran di bawah dam pasangan batu pada pasir ......................................................... 139

6.7

Gaya angkat pada pondasi bendung ........................... 140

6.8

Unsur-unsur persamaan distribusi tekanan pada pondasi............................................................. 143

6.9

Tebal lantai kolam olak .............................................. 148

6.10

Metode angka rembesan Lane .................................... 150

6.11

Ujung hilir bangunan; sketsa parameterparameter stabilitas ................................................... 152

6.12

Sketsa gaya tarik pada tabung karet........................... 153

6.13

Dinding penahan gravitasi dari pasangan batu ............ 155

6.14

Perlindungan terhadap rembesan melibat pangkal bendung ....................................................... 156

6.15

Lantai hulu ................................................................ 158

6.16

Dinding-dinding halang di bawah lantai hulu atau tubuh bendung .................................................. 159

6.17

Alur pembuang/filter dibawah kolam olak.................... 160

7.1

Konsentrasi sedimen ke arah vertikal .......................... 164

7.2

Tipe tata letak kantong lumpur................................... 165

7.3

Skema kantong lumpur .............................................. 166

7.4

Hubungan antara diameter saringan dan kecepatan endap untuk air tenang............................. 169


Daftar Isi

7.5

xiii

Potongan melintang dan potongan memanjang kantong lumpur yang menunjukkan metode pembuatan tampungan .............................................. 170

7.6

Tegangan geser kritis dan kecepatan geser kritis sebagai fungsi besarnya butir untuk ρs = 2.650 kg/m3 (pasir)............................................ 173

7.7

Gaya tarik (traksi) pada bahan kohesif ........................ 174

7.8

Grafik penbuangan sedimen Camp untuk aliran turbulensi (Camp, 1945) ................................... 177

7.9

Tata letak kantong lumpur yang dianjurkan................. 178

7.10

Tata letak kantong lumpur dengan saluran primer berada pada trase yang sama dengan kantong............ 179

7.11

Pengelak sedimen...................................................... 181

7.12

Saluran pengarah ...................................................... 182

8.1

Pengarah aliran ......................................................... 186

8.2

Contoh krib ............................................................... 187

8.3

Krib dari bronjong dan kayu ....................................... 188

8.4

Kurve pengempangan ................................................ 190

8.5

Potongan melintang tanggul....................................... 191

8.6

Cara memecahkan masalah pembuangan air............... 192

8.7

Kopur dan sodetan .................................................... 193

8.8

Tipe tanggul penutup................................................. 194

10.1

Grafik untuk menentukkan perhitungan risiko yang diterima ............................................................ 205


Daftar Isi

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel

Uraian

hal

4.1

Harga-harga koefisien kontraksi .................................

50

4.2

Harga-harga K dan n .................................................

56

4.3

Berkurangnya efisiensi mesin ..................................... 100

4.4

Kebulatan bahan bakar maksimum untuk stasiun pompa yang baik ....................................................... 102

4.5

Harga-harga c yang bergantung kepada Kemiringan saringan (Frank) ...................................... 106

6.1

Harga-harga perkiraan daya dukung yang diizinkan (disadur dari British Standard Code of Practice CP 2004) .......................................... 135

6.2

Sudut gesekan dalam ∂ dan kohesi c .......................... 135

6.3

Harga-harga ξ ........................................................... 137

6.4

Harga-harga perkiraan untuk koefisien gesekan .......... 146

6.5

Harga-harga minimum angka rembesan Lane (C1) .................................................................. 150

8.1

Harga-harga kemiringan talut utnuk tanggul tanah homogen (menurut USBR, 1978)....................... 191

A.2.1

Nilai-nilai banding tanpa dimensi untuk Loncat Air (dari Bos, Replogle dan Clemmens, 1984)........................................................................ 208

A.3.1

Penyelidikan dengan model untuk bangunan utama di ruas atas sungai .......................................... 211


Daftar Isi

A.3.2

xv

Penyelidikan dengan model untuk bangunan utama di ruas tengah sungai ...................................... 213

A.3.3

Penyelidikan dengan model untuk bangunan utama di ruas bawah sungai....................................... 219


Pendahuluan

1.

1

PENDAHULUAN

1.1 Umum Kriteria Perencanaan Jaringan lrigasi ini merupakan bagian Standar Kriteria Perencanaan pada Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. Kriteria Perencanaan terdiri dari bagian-bagian berikut : KP – 01 Perencanaan Jaringan Irigasi KP – 02 Bangunan Utama (Head works ) KP – 03 Saluran KP – 04 Bangunan KP – 05 Parameter Bangunan KP – 06 Petak Tersier KP – 07 Standar Penggambaran.

Kriteria tersebut dilengkapi dengan: - Gambar-gambar Tipe dan Standar Bangunan Irigasi - Persyaratan Teknis untuk Pengukuran, Penyelidikan dan Perencanaan - Buku Petunjuk Perencanaan.

1.2 Definisi Bangunan utama dapat didefinisikan sebagai: “semua bangunan yang direncanakan di sungai atau aliran air untuk membelokkan air ke dalam jaringan irigasi, biasanya dilengkapi dengan kantong lumpur agar bisa mengurangi kandungan sedimen yang berlebihan serta memungkinkan untuk mengukur dan mengatur air yang masuk”.

1.3

Kesahihan/Validitas

Kriteria, praktek-praktek yang dianjurkan, pedoman serta metode-metode perencanaan yang dibicarakan dalam Bagian Perencanaan Bangunan Utama ini sahih untuk semua bangunan yang beda tinggi energinya (muka air hulu Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Pendahuluan

2

terhadap air hilir) tidak lebih dari 6 m. Untuk bangunan-bangunan ini di andaikan bahwa luas pembuang sungai kurang dari 500 km 2 dan bahwa debit maksimum pengambilan adalah 25 m3 /dt. Batasan ini dipilih karena mencakup bangunan utama yang dapat direncana berdasarkan kriteria yang diberikan di sini. Untuk bangunan-bangunan di luar ruang lingkup ini, diperlukan nasihatnasihat ahli. Juga untuk bangunan-bangunan yang di cakup dalam Standar ini, jika diperkirakan akan timbul masalah-masalah khusus, maka diperlukan konsultasi dengan ahli-ahli yang bersangkutan. Lembaga-lembaga yang dapat menyediakan jasa keahlian adalah: -

Pusat Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air di Bandung, yang memberikan jasa-jasa keahlian di bidang hidrologi, geologi, mekanika tanah serta teknik hidrolika. Lembaga ini memiliki laboratorium hidrolika dengan staf yang sangat berpengalaman.

-

Sub-Direktorat Perencanaan Teknis Direktorat Irigasi, serta Direktorat Sungai, Danau dan Waduk.

1.4 Jenis – jenis Bangunan Utama Pengaliran air dari sumber air berupa sungai atau danau ke jaringan irigasi untuk keperluan irigasi pertanian, pasokan air baku dan keperluan lainnya yang memerlukan suatu bangunan disebut dengan bangunan utama. Untuk kepentingan keseimbangan lingkungan dan kebutuhan daerah di hilir bangunan utama, maka aliran air sungai tidak diperbolehkan disadap seluruhnya. Namun harus tetap dialirkan sejumlah 5% dari debit yang ada. Salah satu bangunan utama yang mempunyai fungsi membelokkan air dan menampung air disebut bendungan, yang kriteria perencanaannya tidak tercakup dalam kriteria ini. Kriteria perencanaan bendungan dan bangunan pelengkap lainnya akan dipersiapkan secara terpisah oleh institusi yang berwenang. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Pendahuluan

3

Ada 6 (enam) bangunan utama yang sudah pernah atau sering dibangun di Indonesia, antara lain:

1.4.1 Bendung Tetap Bangunan air ini dengan kelengkapannya dibangun melintang sungai atau sudetan, dan sengaja dibuat untuk meninggikan muka air dengan ambang tetap sehingga air sungai dapat disadap dan dialirkan secara gravitasi ke jaringan irigasi. Kelebihan airnya dilimpahkan ke hilir dengan terjunan yang dilengkapi dengan kolam olak dengan maksud untuk meredam energi. Ada 2 (dua) tipe atau jenis bendung tetap dilihat dari bentuk struktur ambang pelimpahannya, yaitu: (a) Ambang tetap yang lurus dari tepi ke tepi kanan sungai artinya as ambang tersebut berupa garis lurus yang menghubungkan dua titik tepi sungai. (b) Ambang tetap yang berbelok-belok seperti gigi gergaji. Type seperti ini diperlukan bila panjang ambang tidak mencukupi dan biasanya untuk sungai dengan lebar yang kecil tetapi debit airnya besar. Maka dengan menggunakan tipe ini akan didapat panjang ambang yang lebih besar, dengan demikian akan didapatkan kapasitas pelimpahan debit yang besar. Mengingat bentuk fisik ambang dan karakter hidrolisnya, disarankan bendung type gergaji ini dipakai pada saluran. Dalam hal diterapkan di sungai harus memenuhi syarat sebagai berikut: 1. Debit relatif stabil 2. Tidak membawa material terapung berupa batang-batang pohon 3. Efektivitas panjang bendung gergaji terbatas pada kedalaman air pelimpasan tertentu.

1.4.2 Bendung Gerak Vertikal Bendung ini terdiri dari tubuh bendung dengan ambang tetap yang rendah dilengkapi dengan pintu-pintu yang dapat digerakkan vertikal maupun radial. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Pendahuluan

4

Tipe ini mempunyai fungsi ganda, yaitu mengatur tinggi muka air di hulu bendung kaitannya dengan muka air banjir dan meninggikan muka air sungai kaitannya dengan penyadapan air untuk berbagai keperluan. Operasional di lapangan dilakukan dengan membuka pintu seluruhnya pada saat banjir besar atau membuka pintu sebagian pada saat banjir sedang dan kecil. Pintu ditutup sepenuhnya pada saat saat kondisi normal, yaitu untuk kepentingan penyadapan air. Tipe bendung gerak ini hanya dibedakan dari bentuk pintupintunya antara lain: (a) Pintu geser atau sorong, banyak digunakan untuk lebar dan tinggi bukaan yang kecil dan sedang. Diupayakan pintu tidak terlalu berat karena akan memerlukan peralatan angkat yang lebih besar dan mahal. Sebaiknya pintu cukup ringan tetapi memiliki kekakuan yang tinggi sehingga bila diangkat tidak mudah bergetar karena gaya dinamis aliran air. (b) Pintu radial, memiliki daun pintu berbentuk lengkung (busur) dengan lengan pintu yang sendinya tertanam pada tembok sayap atau pilar. Konstruksi seperti ini dimaksudkan agar daun pintu lebih ringan untuk diangkat dengan menggunakan kabel atau rantai. Alat penggerak pintu dapat dapat pula dilakukan secara hidrolik dengan peralatan pendorong dan penarik mekanik yang tertanam pada tembok sayap atau pilar.

1.4.3 Bendung Karet (Bendung Gerak Horisontal) Bendung karet memiliki 2 (dua) bagian pokok, yaitu : 1) Tubuh bendung yang terbuat dari karet 2) Pondasi beton berbentuk plat beton sebagai dudukan tabung karet, serta dilengkapi satu ruang kontrol dengan beberapa perlengkapan (mesin) untuk mengontrol mengembang dan mengempisnya tabung karet. Bendung ini berfungsi meninggikan muka air dengan cara mengembungkan tubuh bendung dan menurunkan muka air dengan cara mengempiskannya. Tubuh bendung yang terbuat dari tabung karet dapat diisi dengan udara atau


Pendahuluan

5

air. Proses pengisian udara atau air dari pompa udara atau air dilengkapi dengan instrumen pengontrol udara atau air (manometer).

1.4.4 Bendung Saringan Bawah Bendung ini berupa bendung pelimpah yang dilengkapi dengan saluran penangkap dan saringan. Bendung ini meloloskan air lewat saringan dengan membuat bak penampung air berupa saluran penangkap melintang sungai dan mengalirkan airnya ke tepi sungai untuk dibawa ke jaringan irigasi. Operasional di lapangan dilakukan dengan membiarkan sedimen dan batuan meloncat melewati bendung, sedang air diharapkan masuk ke saluran penangkap. Sedimen yang tinggi diendapkan pada saluran penangkap pasir yang secara periodik dibilas masuk sungai kembali.

1.4.5 Pompa Ada beberapa jenis pompa didasarkan pada tenaga penggeraknya, antara lain: a.

Pompa air yang digerakkan oleh tenaga manusia (pompa tangan),

b.

Pompa air dengan penggerak tenaga air (air terjun dan aliran air),

c.

Pompa air dengan penggerak berbahan bakar minyak

d.

Pompa air dengan penggerak tenaga listrik.

Pompa digunakan bila bangunan-bangunan pengelak yang lain tidak dapat memecahkan permasalahan pengambilan air dengan gravitasi, atau kalau pengambilan air relative sedikit dibandingkan dengan lebar sungai. Dengan instalasi pompa pengambilan air dapat dilakukan dengan mudah dan cepat. Namun

dalam

operasionalnya

memerlukan

biaya

operasi

dan

pemeliharaannya cukup mahal terutama dengan makin mahalnya bahan bakar dan tenaga listrik.


Pendahuluan

6

Dari cara instalasinya pompa dapat dibedakan atas pompa yang mudah dipindah-pindahkan karena ringan dan mudah dirakit ulang setelah dilepas komponennya dan pompa tetap (stationary) yang dibangun/dipasang dalam bangunan rumah pompa secara permanen.

1.4.6 Pengambilan Bebas Pengambilan air untuk irigasi ini langsung dilakukan dari sungai dengan meletakkan bangunan pengambilan yang tepat ditepi sungai, yaitu pada tikungan luar dan tebing sungai yang kuat atau massive. Bangunan pengambilan ini dilengkapi pintu, ambang rendah dan saringan yang pada saat banjir pintu dapat ditutup supaya air banjir tidak meluap ke saluran induk. Kemampuan menyadap air sangat dipengaruhi elevasi muka air di sungai yang selalu bervariasi tergantung debit pengaliran sungai saat itu. Pengambilan bebas biasanya digunakan untuk daerah irigasi dengan luasan yang kecil sekitar 150 ha dan masih pada tingkat irigasi ½ (setengah) teknis atau irigasi sederhana.

1.4.7 Bendung Tipe Gergaji Diperkenankan dibangun dengan syarat harus dibuat di sungai yang alirannya stabil, tidak ada tinggi limpasan maksimum, tidak ada material hanyutan yang terbawa oleh aliran.

1.5

Bagian-bagian Bangunan Utama

Bangunan utama terdiri dari berbagai bagian yang akan dijelaskan secara terinci dalam pasal berikut ini. Pembagiannya dibuat sebagai berikut :


Pendahuluan

tanggul banjir pengambilan bukit bendung

kolam olak pembilas

s u n g a i

r u p m u l g n o t n a k

konstruksi lindungan sungai - bronjong - krib

pembilas a n a n k a n r l u r s a i m e p r

saluran pembilas

j e mb a ta n

Gambar 1.1

r u p m lu g n to n a k

Bangunan Utama


s p a l u r i m r a e n r k i r i

7

Pendahuluan -

Bangunan bendung

-

Bangunan pengambilan

-

Bangunan pembilas (penguras)

-

Kantong lumpur

-

Perkuatan sungai

-

Bangunan-bangunan pelengkap

8

Gambar 1.1 menunjukkan tata letak tipe-tipe bangunan utama.

1.5.1 Bangunan Bendung Bangunan bendung adalah bagian dari bangunan utama yang benar-benar dibangun di dalam air. Bangunan ini diperlukan untuk memungkinkan dibelokkannya air sungai ke jaringan irigasi, dengan jalan menaikkan muka air di sungai atau dengan memperlebar pengambilan di dasar sungai seperti pada tipe bendung saringan bawah (bottom rack weir ). Bila bangunan tersebut juga akan dipakai untuk mengatur elevasi air di sungai, maka ada dua tipe yang dapat digunakan, yakni: (1) bendung pelimpah dan (2) bendung gerak (barrage ) Gambar 1.2 memberikan beberapa tipe denah dan potongan melintang bendung gerak dan potongan melintang bendung saringan bawah. Bendung adalah bangunan pelimpah melintang sungai yang memberikan tinggi muka air minimum kepada bangunan pengambilan untuk keperluan irigasi. Bendung merupakan

penghalang selama terjadi banjir dan dapat

menyebabkan genangan luas di daerah-daerah hulu bendung tersebut. Bendung gerak adalah bangunan berpintu yang dibuka selama aliran besar; masalah yang ditimbulkannya selama banjir kecil saja. Bendung gerak dapat mengatur muka air di depan pengambilan agar air yang masuk tetap sesuai dengan kebutuhan irigasi. Bendung gerak mempunyai kesulitan-kesulitan eksploitasi karena pintunya harus tetap dijaga dan dioperasikan dengan baik dalam keadaan apa pun. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Pendahuluan

9

Bendung saringan bawah adalah tipe bangunan yang dapat menyadap air dari sungai tanpa terpengaruh oleh tinggi muka air. Tipe ini terdiri dari sebuah parit terbuka yang terletak tegak lurus terhadap aliran sungai. Jeruji Baja (saringan) berfungsi untuk mencegah masuknya batu-batu bongkah ke dalam parit. Sebenarnya bongkah dan batu-batu dihanyutkan ke bagian hilir sungai. Bangunan ini digunakan di bagian/ruas atas sungai di mana sungai hanya mengangkut bahan-bahan yang berukuran sangat besar. Untuk keperluan-keperluan irigasi, bukanlah selalu merupakan keharusan untuk meninggikan muka air di sungai. Jika muka air sungai cukup tinggi, dapat dipertimbangkan pembuatan pengambilan bebas; bangunan yang dapat mengambil air dalam jumlah yang cukup banyak selama waktu pemberian air irigasi, tanpa membutuhkan tinggi muka air tetap di sungai. Dalam hal ini pompa dapat juga dipakai untuk menaikkan air sampai elevasi yang diperlukan. Akan tetapi, karena biaya pengelolannya tinggi, maka harga air irigasi mungkin menjadi terlalu tinggi pula.


Pendahuluan

A

10

A

pengambilan pembilas

utama

dinding pemisah

denah bendung gerak dengan pintu radial

jembatan

pintu radial blok halang

potongan A-A pelat pancang

pelat pancang

saringan dari baja potongan (searah aliran sungai) penyadap air tipe tiroller

Gambar 1.2

Denah dan potongan melintang bendung gerak dan potongan melintang bendung saringan Bawah


Pendahuluan

11

1.5.2 Pengambilan Pengambilan (lihat Gambar 1.3) adalah sebuah bangunan berupa pintu air. Air irigasi dibelokkan dari sungai melalui bangunan ini. Pertimbangan utama dalam merencanakan sebuah bangunan pengambilan adalah debit rencana pengelakan sedimen.

1.5.3 Pembilas Pada tubuh bendung tepat di hilir pengambilan, dibuat bangunan pembilas (lihat Gambar 1.3) guna mencegah masuknya bahan sedimen kasar ke dalam jaringan saluran irigasi. Pembilas dapat direncanakan sebagai: (1)

pembilas pada tubuh bendung dekat pengambilan

(2)

pembilas bawah (undersluice )

(3)

shunt undersluice

(4)

pembilas bawah tipe boks.

Tipe (2) sekarang umum dipakai; tipe (1) adalah tipe tradisional; tipe (3) dibuat di luar lebar bersih bangunan bendung dan tipe (4) menggabung pengambilan dan pembilas dalam satu bidang atas bawah. Perencanaan pembilas dengan dinding pemisah dan pembilas bawah telah diuji dengan berbagai penyelidikan model. Aturan-aturan terpenting yang ditetapkan melalui penyelidik ini diberikan dalam Bab 5.


Pendahuluan

Saluran primer primer

B

pangkal bendung

pangkal bendung A

A

pintu p engambilan engambilan pengambilan utama

pembilas

lantai atas pembilas bawah bawah DENAH

pintu bilas

C

dinding pemisah

pilar

B

Pembilas bawah bawah

POTONGAN A - A

mercu bendung

kolam olak

POTONGAN B-B POTONGAN C-C

Gambar 1.3

Pengambilan dan pembilas


C

12

Pendahuluan

13

1.5.4 Kantong lumpur Kantong lumpur mengendapkan fraksi-fraksi sedimen yang lebih besar dari fraksi pasir halus tetapi masih termasuk pasir halus dengan diameter butir berukuran 0,088 mm dan biasanya ditempatkan persis di sebelah hilir pengambilan. Bahan-bahan yang lebih halus tidak dapat ditangkap dalam kantong lumpur biasa dan harus diangkut melalui jaringan saluran ke sawahsawah. Bahan yang telah mengendap di dalam kantong kemudian dibersihkan secara berkala. Pembersihan ini biasanya dilakukan dengan menggunakan aliran air yang deras untuk menghanyutkan bahan endapan tersebut kembali ke sungai. Dalam hal-hal tertentu, pembersihan ini perlu dilakukan dengan cara lain, yaitu dengan jalan mengeruknya atau dilakukan dengan tangan.

1.5.5 Bangunan Perkuatan Sungai Pembuatan bangunan perkuatan sungai khusus di sekitar bangunan utama untuk menjaga agar bangunan tetap berfungsi dengan baik, terdiri dari: (1)

Bangunan perkuatan sungai guna melindungi bangunan terhadap kerusakan akibat penggerusan dan sedimentasi. Pekerjaan-pekerjaan ini umumnya berupa krib, matras batu, pasangan batu kosong dan/atau dinding pengarah.

(2)

Tanggul banjir untuk melindungi lahan yang berdekatan terhadap genangan akibat banjir.

(3)

Saringan bongkah untuk melindungi pengambilan atau pembilas, agar bongkah tidak menyumbah bangunan selama terjadi banjir.

(4)

Tanggul penutup untuk menutup bagian sungai lama atau, bila bangunan bendung dibuat di kopur, untuk mengelakkan sungai melalui bangunan tersebut.

1.5.6 Bangunan pelengkap Bangunan-bangunan atau perlengkapan yang akan ditambahkan ke bangunan utama diperlukan keperluan : Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Pendahuluan

14

(1)

Pengukuran debit dan muka air di sungai maupun di saluran;

(2)

Rumah untuk opreasi pintu;

(3)

Peralatan komunikasi, tempat teduh serta perumahan untuk tenaga operasional, gudang dan ruang kerja untuk kegiatan operasional dan pemeliharaan;

(4) jembatan di atas bendung, agar seluruh bagian bangunan utama mudah di jangkau, atau agar bagian-bagian itu terbuka untuk umum. (5)

instalasi tenaga air mikro atau mini, tergantung pada hasil evaluasi ekonomi serta kemungkinan hidrolik. Instalasi ini bisa dibangun di dalam bangunan bendung atau di ujung kantong lumpur atau di awal saluran.

(6)

bangunan tangga ikan (fish (fish ladder ) diperlukan pada lokasi yang senyatanya

perlu

dijaga

keseimbangan

lingkungannya

sehingga

kehidupan biota tidak terganggu. Pada lokasi diluar pertimbangan tersebut tidak diperlukan tangga ikan.


Data

2.

DATA

2.1

Pendahuluan

15

Data-data yang dibutuhkan untuk perencanaan bangunan utama dalam suatu jaringan irigasi adalah: (a)

Data kebutuhan air multisektor: merupakan data kebutuhan air yang diperlukan dan meliputi jumlah air yang diperlukan untuk irigasi pertanian, jumlah kebutuhan air minum, jumlah kebutuhan air baku untuk rumah tangga penggelontoran limbah kota dan air untuk stabilitas aliran sungai dan kehidupan biota alami.

(b)

Data topografi: peta yang meliputi seluruh daerah aliran sungai peta situasi

untuk

letak

bangunan

utama;

gambar-gambar

potongan

memanjang dan melintang sungai di sebelah hulu maupun hilir dari kedudukan bangunan utama. (c)

Data hidrologi: data aliran sungai yang meliputi data banjir yang andal. Data ini harus mencakup beberapa periode ulang; daerah hujan; tipe tanah dan vegetasi yang terdapat di daerah aliran. Elevasi tanah dan luas lahan yang akan didrain menyusut luas.

(d)

Data morfologi: kandungan sedimen, kandungan sedimen dasar (bedload ) maupun layang (suspended load ) termasuk distribusi ukuran butir, perubahan-perubahan yang terjadi pada dasar sungai, secara horisontal maupun vertikal, unsur kimiawi sedimen.

(e)

Data geologi: kondisi umum permukaan tanah daerah yang bersangkutan; keadaan geologi lapangan, kedalaman lapisan keras, sesar, kelulusan permeabilitas ) tanah, bahaya gempa bumi, parameter yang harus ( permeabilitas

dipakai. (f)

Data mekanika tanah: bahan pondasi, bahan konstruksi, sumber bahan timbunan, batu untuk pasangan batu kosong, agregat untuk beton, batu belah untuk pasangan batu, parameter tanah yang harus digunakan.


(g)

Data

16

Standar untuk perencanaan: peraturan dan standar yang telah ditetapkan secara nasional, seperti PBI beton, daftar baja, konstruksi kayu Indonesia, dan sebagainya.

(h)

Data lingkungan dan ekologi

(i)

Data elevasi bendung sebagai hasil perhitungan muka air saluran dan dari luas sawah yang diairi.

Dalam Lampiran A disajikan sebuah daftar lembaga-lembaga dan instansiinstansi pemerintah yang menyediakan informasi dan data mengenai pokok masalah yang telah disebutkan di atas.

2.2 Data kebutuhan air multisektor Data-data jumlah kebutuhan air yang diperlukan adalah sebagai berikut: (a)

Jumlah kebutuhan air irigasi pada saat kebutuhan puncak dari irigasi untuk luas potensial irigasi dengan pembagian golongan atau tanpa golongan.

(b)

Jumlah kebutuhan air minum dengan proyeksi kebutuhan 25 tahun kedepan dengan mempertimbangkan kemungkinan perluasan kota, pemukiman dan pertumbuhan penduduk yang didapat dari institusi yang menangani air minum.

(c)

Jumlah kebutuhan air baku untuk industri terutama kawasan-kawasan industri dengan perkiraan pertumbuhan industri 10%.

(d)

Jumlah kebutuhan air untuk penggelontoran limbah perkotaan pada saluran pembuang perkotaan.

(e)

Jumlah kebutuhan air untuk stabilitas aliran sungai dan kehidupan biota air (dalam rangka penyiapan OP bendung).


Data

17

2.3 Data Topografi Data-data topografi yang dibutuhkan adalah sebagai berikut: (i)

Peta Rupa Bumi sebagai peta dasar dengan skala 1 : 50.000 atau lebih besar

yang

menunjukkan

hulu

sungai

sampai

muara.

Garis-garis

ketinggian (kontur) setiap 25 m sehingga dapat diukur profil memanjang sungai dan luas daerah aliran sungainya. Dalam hal tidak tersedia peta rupa bumi 1 : 50.000 maka dapat dipergunakan peta satelit sebagai informasi awal lokasi bangunan dan informasi lokasi daerah studi. Namun demikian peta satelit ini tidak bisa menggantikan peta rupa bumi skala 1 : 50.000. (ii)

Peta situasi sungai di mana ada rencana bangunan utama akan dibuat. Peta ini sebaiknya berskala 1 : 2.000. Peta itu harus meliputi jarak 1 km ke hulu dan 1 km ke hilir dari bangunan utama, dan melebar 250

dari

masing-masing tepi sungai termasuk bantaran sungai. Garis ketinggian setiap 1,0 m, kecuali di dasar sungai garis ketinggian setiap 0,50 m. Peta itu harus mencakup lokasi alternatif yang sudah diidentifikasi serta panjang yang diliput harus memadai agar dapat diperoleh infomasi mengenai

bentuk

denah

sungai

dan

memungkinkan

dibuatnya

sodetan/kopur dan juga untuk merencana tata letak dan trase tanggul penutup. Peta itu harus mencantumkan batas-batas yang penting, seperti batas-batas desa, sawah dan seluruh prasarananya. Harus ditunjukkan pula titik-titik tetap (Benchmark ) yang ditempatkan di sekiar daerah yang bersangkutan, lengkap dengan koordinat dan elevasinya. (iii) Gambar potongan memanjang sungai dengan potongan melintang setiap 50 m. Potongan memanjang skala horisontalnya 1 : 2000; skala vertikalnya 1 : 200. Skala untuk potongan melintang 1 : 200 horisontal dan 1 : 200 vertikal. Panjang potongan melintangnya adalah 50 m tepi sungai. Elevasi akan diukur pada jarak maksimum 25 m atau untuk beda ketinggian 0,25 m tergantung mana yang dapat dicapai lebih dahulu.


Data

18

Dalam potongan memanjang sungai, letak pencatat muka air otomatis (AWLR) dan papan duga harus ditunjukkan dan titik nolnya harus diukur. (iv)

Pengukuran situasi bendung dengan skala 1 : 200 atau 1 : 500 untuk areal seluas kurang lebih 50 ha (1.000 x 500 m2). Peta tersebut harus memperlihatkan bagian-bagian lokasi bangunan utama secara lengkap, termasuk lokasi kantong lumpur dan tanggul penutup dengan garis ketinggian setiap 0,25 m.

Foto udara jika ada akan sangat bermanfaat untuk penyelidikan lapangan. Apabila foto udara atau citra satelit dari berbagai tahun pengambilan juga tersedia, maka ini akan lebih menguntungkan untuk penyelidikan perilaku dasar sungai. Bangunan yang ada di sungai di hulu dan hilir bangunan utama yang direncanakan harus diukur dan dihubungkan dengan hasil-hasil pengukuran bangunan utama.

2.4 Data Hidrologi 2.4.1 Debit banjir Data-data yang diperlukan untuk perencanaan bangunan utama adalah: (1)

Data untuk menghitung berbagai besaran banjir rencana

(2)

Data untuk menilai debit rendah andalan, dan

(3)

Data untuk membuat neraca air sungai secara keseluruhan

Banjir rencana maksimum untuk bangunan bendung diambil sebagai debit banjir dengan periode ulang 100 tahun. Banjir dengan periode ulang 1.000 tahun diperlukan untuk mengetahui tinggi tanggul banjir dan mengontrol keamanan bangunan utama. Analisa perhitungan bentuk mercu dan permukaan tubuh bendung bagian hilir didasarkan atas debit yang paling dominan terhadap daya gerus dan daya hisap, yang ditetapkan debit dengan periode ulang 5 – 25 tahun.


Data

19

Sedangkan analisa perhitungan kolam olak didasarkan atas debit dominan yang mengakibatkan efek degradasi dasar sungai di hilir kolam olak. Debit dominan ini sangat dipengaruhi oleh daya tahan formasi material dasar sungai terhadap gerusan, yang ditetapkan debit dengan periode ulang 25 – 100 tahun. Untuk bangunan yang akan dibuat di hilir waduk, banjir rencana maksimum akan diambil sebagai debit dengan periode ulang 100 tahun dari daerah antara dam dan bangunan bendung, ditambah dengan aliran dari outflow waduk setelah dirouting yang disebabkan oleh banjir dengan periode ulang 100 tahun. Elevasi tanggul hilir sungai dari bangunan utama didasarkan pada tinggi banjir dengan periode ulang 5 sampai 24 tahun. Periode ulang tersebut (5-25 tahun) akan ditetapkan berdasarkan jumlah penduduk yang terkena akibat banjir yang mungkin terjadi, serta pada nilai ekonomis tanah dan semua prasarananya. Biasanya di sebelah hulu bangunan utama tidak akan dibuat tanggul sungai untuk melindungi lahan dari genangan banjir. Saluran pengelak, jika diperlukan selama pelaksanaan, biasanya direncana berdasarkan banjir dengan periode ulang 25 tahun, kecuali kalau perhitungan risiko menghasilkan periode ulang lain yang lebih cocok (lihat Bab 10.2). Rangkaian data debit banjir untuk berbagai periode ulang harus andal. Hal ini berarti bahwa harga-harga tersebut harus didasarkan pada catatan-catatan banjir yang sebenarnya yang mencakup jangka waktu lama (sekitar 20 tahun). Apabila data semacam ini tidak tersedia (dan begitulah yang sering terjadi), kita harus menggunakan cara lain, misalnya berdasarkan data curah hujan di daerah aliran sungai. Jika ini tidak berhasil, kita usahakan cara lain berdasarkan data yang diperoleh dari daerah terdekat (untuk penjelasan lebih lanjut, lihat KP-01, Perencanaan Jaringan Irigasi). Debit banjir dengan periode-periode ulang berikut harus diperhitungkan 1, 5, 25, 50, 100, 1000 tahun.


Data

20

2.4.2 Debit andalan Debit andalan dihitung berdasarkan data debit aliran rendah, dengan panjang data minimal 20 tahun, debit andalan dibutuhkan untuk menilai luas daerah potensial yang dapat diairi dari sungai yang bersangkutan. Perhitungan debit rendah andalan dengan periode ulang yang diperlukan (biasanya 5 tahun), dibutuhkan untuk menilai luas daerah potensial yang dapat diairi dari sungai yang bersangkutan. Adalah penting untuk memperkirakan debit ini seakurat mungkin. Cara terbaik untuk memenuhi persyaratan ini adalah dengan melakukan pengukuran debit (atau membaca papan duga) tiap hari. Jika tidak tersedia data mengenai muka air dan debit, maka debit rendah harus di hitung berdasarkan curah hujan dan data limpasan air hujan dari daerah aliran sungai.

2.4.3 Neraca air Neraca

air

(water

mempertimbangkan

balance )

perubahan

seluruh

sungai

alokasi/penjatahan

harus air

dibuat

akibat

guna

dibuatnya

bangunan utama. Hak atas air, penyadapan air di hulu dan hilir sungai pada bangunan bendung serta kebutuhan air di masa datang, harus ditinjau kembali.

2.5 Data Morfologi Konstruksi bangunan bendung di sungai akan mempunyai 2 konsekuensi (akibat) terhadap morfologi sungai yaitu: (1)

Konstruksi itu akan mengubah kebebasan gerak sungai ke arah horisontal

(2)

Konsentrasi sedimen akan berubah karena air dan sedimen dibelokkan, dari sungai dan hanya sedimennya saja yang akan digelontorkan kembali ke sungai.


Data

21

2.5.1 Morfologi (a)

Data-data fisik yang diperlukan dari sungai untuk perencanaan bendung adalah:

- Kandungan dan ukuran sedimen disungai tersebut - Tipe dan ukuran sedimen dasar yang ada - Pembagian (distribusi) ukuran butir dari sedimen yang ada - Banyaknya sedimen dalam waktu tertentu - Pembagian sedimen secara vertikal dalam sungai. - Floting debris. (b)

Data historis profil melintang sungai dan gejala terjadinya degradasi dan agradasi sungai dimana lokasi bendung direncanakan dibangun.

2.5.2 Geometrik Sungai Data geometri sungai yang dibutuhkan berupa bentuk dan ukuran dasar sungai terdalam, alur palung dan lembah sungai secara vertikal dan horisontal mencakup parameter-parameter yang disebut di bawah.

-

lebar

-

kemiringan

-

ketinggian

Profil sungai, mencakup profil dasar, tebing alur dan palung sungai. Data tersebut merupakan data topografi (lihat uraian Data Topografi).

2.6 Data Geologi Teknik 2.6.1 Geologi Geologi permukaan suatu daerah harus diliput pada peta geologi permukaan. Skala peta yang harus dipakai adalah: (a) Peta daerah dengan skala 1:100.000 atau 1:50.000 (b) Peta semidetail dengan skala 1:25.000 atau 1:5.000 (c) Peta detail dengan skala 1:2.000 atau 1:100.


Data

22

Peta-peta tersebut harus menunjukkan geologi daerah yang bersangkutan, daerah pengambilan bahan bangunan, detail-detail geologis yang perlu diketahui oleh perekayasa, seperti: tipe batuan, daerah geser, sesar, daerah pecahan, jurus dan kemiringan lapisan. Berdasarkan pengamatan dari sumuran dan paritan uji, perubahan-perubahan yang terjadi dalam formasi tanah maupun tebal dan derajat pelapukan tanah penutup (overburden ) harus diperkirakan. Dalam banyak hal, pemboran mungkin diperlukan untuk secara tepat mengetahui lapisan dan tipe batuan. Hal ini sangat penting untuk pondasi bendung.

Adalah

perlu

untuk

mengetahui

kekuatan

pondasi

maupun

tersedianya batu di daerah sekitar untuk menentukan lokasi bendung itu sendiri, dan juga untuk keperluan bahan bangunan yang diperlukan, seperti misalnya agregat untuk beton, batu untuk pasangan atau untuk batu candi, pasir dan kerikil. Untuk memperhitungkan stabilitas bendung, kekuatan gempa perlu diketahui.

2.6.2 Data Mekanika Tanah Cara terbaik untuk memperoleh data tanah pada lokasi bangunan bendung ialah dengan menggali sumur dan parit uji, karena sumuran dan paritan ini akan memungkinkan diadakannya pemeriksaan visual dan diperolehnya contoh tanah yang tidak terganggu. Apabila pemboran memang harus dilakukan karena adanya lapisan air tanah atau karena dicatat dalam borlog. Kelulusan tanah harus diketahui agar gaya angkat dan perembesan dapat diperhitungkan.


Bangunan Bendung

3.

23

BANGUNAN BENDUNG

3.1 Umum Lokasi bangunan bendung dan pemilihan tipe yang paling cocok dipengaruhi oleh banyak faktor, yaitu:

-

Tipe, bentuk dan morfologi sungai

-

Kondisi hidrolis anatara lain elevasi yang diperlukan untuk irigasi

-

Topografi pada lokasi yang direncanakan,

-

Kondisi geologi teknik pada lokasi,

-

Metode pelaksanaan

-

Aksesibilitas dan tingkat pelayanan

Faktor-faktor yang disebutkan di atas akan dibicarakan dalam pasal-pasal berikut. Pasal terakhir akan memberikan tipe-tipe bangunan yang cocok untuk digunakan sebagai bangunan bendung dalam kondisi yang berbedabeda.

3.2 Syarat-syarat Penentuan Lokasi Bendung Aspek yang mempengaruhi dalam pemilihan lokasi bendung adalah : 1. Pertimbangan topografi 2. Kemantapan geoteknik fondasi bendung 3. Pengaruh hidraulik 4. Pengaruh regime sungai 5. Tingkat kesulitan saluran induk 6. Ruang untuk bangunan pelengkap bendung 7. Luas layanan irigasi 8. Luas daerah tangkapan air 9. Tingkat kemudahan pencapaian 10. Biaya pembangunan 11. Kesepakatan stakeholder


Bangunan Bendung

24

1. Pertimbangan topografi Lembah sungai yang sempit berbentuk huruf V dan tidak terlalu dalam adalah lokasi yang ideal untuk lokasi bendung, karena pada lokasi ini volume tubuh bendung dapat menjadi minimal. Lokasi seperti ini mudah didapatkan pada daerah pegunungan, tetapi di daerah datar dekat pantai tentu tidak mudah mendapatkan bentuk lembah seperti ini. Di daerah transisi (middle reach ) kadang-kadang dapat ditemukan disebelah hulu kaki bukit. Sekali ditemukan lokasi yang secara topografis ideal untuk lokasi bendung, keadaan topografi di daerah tangkapan air juga perlu dicek. Apakah topografinya terjal sehingga mungkin terjadi longsoran atau tidak. Topografi juga harus dikaitkan dengan karakter hidrograf banjir, yang akan mempengaruhi kinerja bendung. Demikian juga topografi pada daerah calon sawah harus dicek. Yang paling dominan adalah pengamatan elevasi hamparan tertinggi yang harus diairi. Analisa ketersediaan selisih tinggi energi antara elevasi puncak bendung pada lokasi terpilih dan elevasi muka air pada sawah tertinggi dengan keperluan energi untuk membawa air ke sawah

tersebut

akan

menentukan

tinggi

rendahnya

bendung

yang

diperlukan. Atau kalau perlu menggeser ke hulu atau ke hilir dari lokasi yang sementara terpilih. Hal ini dilakukan mengingat tinggi bendung sebaiknya dibatasi 6-7 m. Bendung yang lebih tinggi akan memerlukan kolam olak ganda (double jump )

2. Kemantapan geoteknik Keadaan geoteknik fondasi bendung harus terdiri dari formasi batuan yang baik dan mantap. Pada tanah aluvial kemantapan fondasi ditunjukkan dengan angka standar penetration test (SPT)>40. Bila angka SPT<40 sedang batuan keras jauh dibawah permukaan, dalam batas-batas tertentu dapat dibangun bendung dengan tiang pancang. Namun kalau tiang pancang terlalu dalam dan mahal sebaiknya dipertimbangkan pindah lokasi.


Bangunan Bendung

25

Stratigrafi batuan lebih disukai menunjukkan lapisan miring ke arah hulu. Kemiringan ke arah hilir akan mudah terjadinya kebocoran dan erosi buluh. Sesar tanah aktif harus secara mutlak dihindari, sesar tanah pasif masih dapat dipertimbangkan tergantung justifikasi ekonomis untuk melakukan perbaikan fondasi. Geoteknik tebing kanan dan kiri bendung juga harus dipertimbangkan terhadap kemungkinan bocornya air melewati sisi kanan dan kiri bendung. Formasi batuan hilir kolam harus dicek ketahanan terhadap gerusan air akibat energi sisa air yang tidak bisa dihancurkan dalam kolam olak. Akhirnya muara dari pertimbangan geoteknik ini adalah daya dukung fondasi bendung dan kemungkinan terjadi erosi buluh dibawah dan samping tubuh bendung, serta ketahanan batuan terhadap gerusan.

3. Pengaruh Hidraulik Keadaan hidraulik yang paling ideal bila ditemukan lokasi bendung pada sungai yang lurus. Pada lokasi ini arah aliran sejajar, sedikit arus turbulen, dan kecenderungan gerusan dan endapan tebing kiri kanan relatif sedikit. Dalam keadaan terpaksa, bila tidak ditemukan bagian yang lurus, dapat ditolerir lokasi bendung tidak pada bagian sungai yang lurus betul. Perhatian khusus harus diberikan pada posisi bangunan pengambilan yang harus terletak pada tikungan luar sungai. Hal ini dimaksudkan agar pengambilan air irigasi bisa lancar masuk ke intake dengan mencegah adanya endapan didepan pintu pengambilan. Maksud ini akan lebih ditunjang apabila terdapat bagian sungai yang lurus pada hulu lokasi bendung. Kadang-kadang dijumpai keadaan yang dilematis. Semua syarat-syarat pemilihan lokasi bendung sudah terpenuhi, tetapi syarat hidraulik yang kurang menguntungkan. Dalam keadaan demikian dapat diambil jalan kompromi dengan membangun bendung pada kopur atau melakukan perbaikan hidraulik dengan cara perbaikan sungai (river training ). Kalau alternatif kopur yang dipilih maka bagian hulu bendung pada kopur harus Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Bangunan Bendung

26

lurus dan cukup panjang untuk mendapatkan keadaan hidraulis yang cukup baik.

4. Pengaruh regime sungai Regime sungai mempunyai pengaruh yang cukup dominan dalam pemilihan lokasi bendung. Salah satu gambaran karakter regime sungai yaitu adanya perubahan geometri sungai baik. secara horizontal ke kiri dan ke kanan atau secara vertikal akibat gerusan dan endapan sungai. Bendung di daerah pegunungan

dimana

kemiringan

sungai

cukup

besar,

akan

terjadi

kecenderungan gerusan akibat gaya seret aliran sungai yang cukup besar. Sebaliknya di daerah dataran dimana kemiringan sungai relatif kecil akan ada pelepasan sedimen yang dibawa air menjadi endapan tinggi di sekitar bendung. Jadi dimanapun kita memilih lokasi bendung tidak akan terlepas dari pengaruh endapan atau gerusan sungai. Kecuali di pegunungan ditemukan lokasi bendung dengan dasar sungai dari batuan yang cukup kuat, sehingga mempunyai daya tahan batuan terhadap gerusan air yang sangat besar, maka regime sungai hampir tidak mempunyai pengaruh terhadap lokasi bendung. Yang perlu dihindari adalah lokasi dimana terjadi perubahan kemiringan sungai yang mendadak, karena ditempat ini akan terjadi endapan atau gerusan yang tinggi. Perubahan kemiringan dari besar menjadi kecil akan mengurangi gaya seret air dan akan terjadi pelepasan sedimen yang dibawa air dari hulu. Dan sebaliknya perubahan kemiringan dari kecil ke besar akan mengkibatkan gerusan pada hilir bendung. Meskipun keduanya dapat diatasi dengan rekayasa hidraulik, tetapi hal yang demikan tidak disukai mengingat memerlukan biaya yang tinggi. Untuk itu disarankan memilih lokasi yang relatif tidak ada perubahan kemiringan sungai.


Bangunan Bendung

27

5. Tingkat kesulitan saluran induk Lokasi bendung akan membawa akibat arah trace saluran induk. Pada saat lokasi bendung dipilih dikaki bukit, maka saluran induk biasanya berupa saluran kontur pada kaki bukit yang pelaksanaannya tidak terlalu sulit. Namun hal ini biasanya elevasi puncak bendung sangat terbatas, sehingga luas layanan irigasi juga terbatas. Hal ini disebabkan karena tinggi bendung dibatasi 6-7 m saja. Untuk mengejar ketinggian dalam rangka mendapatkan luas layanan yang lebih luas, biasanya lokasi bendung digeser ke hulu. Dalam keadaan demikian saluran induk harus menyusuri tebing terjal dengan galian yang cukup tinggi. Sejauh galian lebih kecil 8 m dan timbunan lebih kecil 6 m, maka pembuatan saluran induk tidak terlalu sulit. Namun yang harus diperhatikan adalah formasi batuan di lereng dimana saluran induk itu terletak. Batuan dalam volume besar dan digali dengan teknik peledakan akan mengakibatkan biaya yang sangat mahal, dan sebisa mungkin dihindari. Kalau dijumpai hal yang demikian, lokasi bendung digeser sedikit ke hilir untuk mendapatkan solusi yang kompromistis antara luas area yang didapat dan kemudahan pembuatan saluran induk.

6. Ruang untuk bangunan pelengkap bendung Meskipun

dijelaskan

pertimbangan

dalam

topografis

butir yang

1

bahwa

paling

lembah

ideal,

tetapi

sempit

adalah

juga

harus

dipertimbangkan tentang perlunya ruangan untuk keperluan bangunan pelengkap bendung. Bangunan tersebut adalah kolam pengendap, bangunan kantor dan gudang, bangunan rumah penjaga pintu, saluran penguras lumpur, dan komplek pintu penguras, serta bangunan pengukur debit. Kolam pengendap dan saluran penguras biasanya memerlukan panjang 300 – 500 m dengan lebar 40 – 60 m, diluar tubuh bendung. Lahan tambahan diperlukan untuk satu kantor, satu gudang dan 2-3 rumah penjaga bendung. Pengalaman selama ini sebuah rumah penjaga bendung tidak memadai, Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Bangunan Bendung

28

karena penghuni tunggal akan terasa jenuh dan cenderung meninggalkan lokasi.

7. Luas layanan irigasi Lokasi bendung harus dipilih sedemikian sehingga luas layanan irigasi agar pengembangan irigasi dapat layak. Lokasi bendung kearah hulu akan mendapatkan luas layanan lebih besar bendung cenderung dihilirnya. Namun demikian justifikasi dilakukan untuk mengecek hubungan antara tinggi luas layanan irigasi. Beberapa bendung yang sudah definitip, kadang-kadang dijumpai penurunan 1 m, yang dapat menghemat beaya pembangunan hanya mengakibatkan pengurangan luas beberapa puluh Ha saja. Oleh karena itu kajian tentang kombinasi tinggi bendung dan luas layanan irigasi perlu dicermati sebelum diambil keputusan final.

8. Luas daerah tangkapan air Pada sungai bercabang lokasi bendung harus dipilih sebelah hulu atau hilir cabang anak sungai. Pemilihan sebelah hilir akan mendapatkan daerah tangkapan air yang lebih besar, dan tentunya akan mendapatkan debit andalan lebih besar, yang muaranya akan mendapatkan potensi irigasi lebih besar. Namun pada saat banjir elevasi deksert harus tinggi untuk menampung banjir 100 tahunan ditambah tinggi jagaan (free board ) atau menampung debit 1000 tahunan tanpa tinggi jagaan. Lokasi di hulu anak cabang sungai akan mendapatkan debit andalan dan debit banjir relatip kecil, namun harus membuat bangunan silang sungai untuk membawa air di hilirnya. Kajian teknis, ekonomis, dan sosial harus' dilakukan dalam memilih lokasi bendung terkait dengan luas daerah tangkapan air.


Bangunan Bendung

29

9. Tingkat kemudahan pencapaian Setelah lokasi bendung ditetapkan secara definitip, akan dilanjutkan tahap perencanaan detail, sebagi dokumen untuk pelaksanaan implementasinya. Dalam tahap pelaksanaan inilah dipertimbangkan tingkat kemudahan pencapaian dalam rangka mobilisasi alat dan bahan serta demobilisasi setelah selesai pelaksanaan fisik. Memasuki tahap operasi dan pemeliharaan bendung, tingkat kemudahan pencapaian juga amat penting. Kegiatan pemeliharaan, rehabilitasi, dan inspeksi terhadap kerusakan bendung memerlukan jalan masuk yang memadai untuk kelancaran pekerjaan. Atas dasar pertimbangan tersebut maka dalam menetapkan lokasi bendung harus dipertimbangkan tingkat kemudahan pencapaian lokasi.

10. Biaya pembangunan Dalam pemilihan lokasi bendung, perlu adanya pertimbangan pemilihan beberapa alternatif, dengan memperhatikan adanya faktor dominan. Faktor dominan tersebut ada yang saling memperkuat dan ada yang saling melemahkan. Dari beberapa alternatip tersebut selanjutnya dipertimbangkan metode pelaksanaannya serta pertimbangan lainnya antara lain dari segi O & P. Hal ini antara lain akan menentukan besarnya beaya pembangunan. Biasanya beaya pembangunan ini adalah pertimbangan terakhir untuk dapat memastikan lokasi bendung dan layak dilaksanakan.

11. Kesepakatan pemangku kepentingan Sesuai amanat dalam UU No. 7/2004 tentang Sumberdaya Air dan Peraturan Pemerintah No. 20/2006 tentang Irigasi bahwa keputusan penting dalam pengembangan sumberdaya air atau irigasi harus didasarkan kesepakatan pemangku kepentingan lewat konsultasi publik. Untuk itu keputusan mengenai lokasi bendungpun harus dilakukan lewat konsultasi publik, dengan menyampaikan seluas-luasnya mengenai alternatif-alternatif lokasi, Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Bangunan Bendung

30

tinjauan dari aspek teknis, ekonomis, dan sosial. Keuntungan dan kerugiannya, dampak terhadap para pemakai air di hilir bendung, keterpaduan antar sektor, prospek pemakaian air di masa datang harus disampaikan pada pemangku kepentingan terutama masyarakat tani yang akan memanfaatkan air irigasi.

Rekomendasi syarat pemilihan lokasi bendung sebagai berikut: 1.

Topografi : dipilih lembah sempit dan tidak terlalu dalam dengan mempetimbangkan topografi di daerah tangkapan air maupun daerah layanan irigasi

2. Geoteknik : dipilih dasar sungai yang mempunyai daya dukung kuat, stratigrafi lapisan batuan miring ke arah hulu, tidak ada sesar aktif, tidak ada erosi buluh, dan dasar sungai hilir bendung tahan terhadap gerusan air. Disamping itu diusahakan keadaan batuan tebing kanan dan kiri bendung cukup kuat dan stabil serta relatif tidak terdapat bocoran samping. 3.

Hidraulik : dipilih bagian sungai yang lurus. Jika bagian sungai lurus tidak didapatkan, lokasi bendung ditolerir pada belokan sungai; dengan syarat posisi bangunan intake harus terletak pada tikungan luar dan terdapat bagian sungai yang lurus di hulu bendung. Kalau yang terakhir inipun tidak terpenuhi perlu dipertimbangkan pembuatan bendung di kopur atau dilakukan rekayasa perbaikan sungai (river training ).

4. Regime sungai : Hindari lokasi bendung pada bagian sungai dimana terjadi perubahan kemiringan sungai secara mendadak, dan hindari bagian sungai dengan belokan tajam. Pilih bagian sungai yang lurus mempunyai kemiringan relatif tetap sepanjang penggal tertentu. 5. Saluran induk : Pilih lokasi bendung sedemikian sehingga pembangunan saluran induk dekat bendung tidak terlalu sulit dan tidak terlalu mahal. Hindari trace saluran menyusuri tebing terjal apalagi berbatu. Usahakan


Bangunan Bendung

31

ketinggian galian tebing pada saluran induk kurang dari 8 m dan ketinggian timbunan kurang dari 6 m. 6. Ruang untuk bangunan pelengkap : Lokasi bendung harus dapat menyediakan ruangan untuk bangunan pelengkap bendung, utamanya untuk kolam pengendap dan saluran penguras dengan panjang dan lebar masing-masing kurang lebih 300 – 500 m dan 40 – 60 m. 7. Luas layanan irigasi : Lokasi bendung harus sedemikian sehingga dapat memberikan luas layanan yang memadai terkait dengan kelayakan sistem irigasi. Elaborasi tinggi bendung (yang dibatasi sampai dengan 6 – 7 m), menggeser lokasi bendung ke hulu atau ke hilir, serta luas layanan irigasi harus dilakukan untuk menemukan kombinasi yang paling optimal. 8. Luas daerah tangkapan air : Lokasi bendung harus dipilih dengan mempertimbangkan luas daerah tangkapan, terkait dengan debit andalan

yang

didapat

dan

debit

banjir

yang

mungkin

terjadi

menghantam bendung. Hal ini harus dikaitkan dengan luas layanan yang didapat dan ketinggian lantai layanan dan pembangunan bangunan melintang anak sungai (kalau ada). 9. Pencapaian mudah : Lokasi bendung harus refatip mudah dicapai untuk keperluan mobilisasi alat dan bahan saat pembangunan fisik maupun operasi dan pemeliharaan. Kemudahan melakukan inspeksi oleh aparat pemerintah juga harus dipertimbangkan masak-masak. 10. Beaya pembangunan yang efisien : dari berbagai alternatif lokasi bendung dengan mempertimbangkan faktor-faktor yang dominan, akhirnya dipilih lokasi bendung yang beaya konstruksinya minimal tetapi memberikan ouput yang optimal. 11. Kesepakatan stakeholder : apapun keputusannya, yang penting adalah kesepakatan antar pemangku kepentingan lewat konsultasi publik. Untuk itu direkomendasikan melakukan sosialisasi pemilihan lokasi bendung.


Bangunan Bendung

32

Ada beberapa karakteristik sungai yang perlu dipertimbangkan agar dapat diperoleh perencanaan bangunan bendung yang baik. Beberapa di antaranya adalah: kemiringan dasar sungai, bahan-bahan dasar dan morfologi sungai Diandaikan bahwa jumlah air yang mengalir dan distribusinya dalam waktu bertahun-tahun telah dipelajari dan dianggap memadai untuk kebutuhan irigasi.

3.2.1 Kemiringan dasar sungai dan bahan dasar Kemiringan dasar sungai bisa bervariasi dari sangat curam sampai hampir datar di dekat laut. Dalam beberapa hal, ukuran bahan dasar akan bergantung kepada kemiringan dasar. Gambar 3.1 memberikan ilustrasi berbagai bagian sungai berkenaan dengan kemiringan ini. Di daerah pengunungan, kemiringan sungai curam dan bahan-bahan dasar berkisar antara batu-batu sangat besar sampai pasir. Batu berdiameter sampai 1000 mm bisa hanyut selama banjir besar dan berhenti di depan pengambilan serta mengganggu berfungsinya bangunan pengambilan. Di daerah-daerah aliran sungai di mana terdapat kegiatan gunung api, banjir besar dapat menghanyutkan endapan bahan-bahan volkanik menjadi banjir lahar. Dalam perencanaan bangunan, lahar ini tidak dapat diperhitungkan; tindakan-tindakan mencegah terjadinya banjir lahar demikian sebaiknya diambil di tempat lain.


Bangunan Bendung ruas atas kemiringan dasar curam

33

ruas bawah kemiringan dasar landai

ruas tengah kemiringan dasar sedang

laut

dam

bendung

saluran suplesi bendung gerak laut

dam bendung

laut

Gambar 3.1

Ruas-ruas sungai

dasar baru dasar lama dasar baru

dasar lama erosi akibat lahar di ruas atas sungai

Gambar 3.2

endapan lahar di ruas tengah sungai

Akibat banjir lahar

Selain lahar, daerah-daerah yang mengandung endapan volkanik dapat menghasilkan bahan-bahan sedimen yang berlebihan untuk jangka waktu lama. Di daerah-daerah gunung api muda (Jawa, Sumatera dan Bali), tinggi dasar ruas-ruas sungai yang curam biasanya belum stabil dan degredasi atau agradasi umumnya tinggi.


Bangunan Bendung

34

Kecendrungan degradasi mungkin untuk sementara waktu berbalik menjadi agradasi, jika lebih banyak lagi sedimen masuk ke dasar sungai setelah terjadi tanah longsor atau banjir lahar di sepanjang sungai bagian atas.

tinggi mula dasar sungai degradasi tinggi dasar sungai sekarang

Gambar 3.3

agradasi

Agradasi dan degradasi

Sungai-sungai yang sudah stabil dapat dijumpai di daerah-daerah gunung atau gunung api tua dan pengaruh dari gejala-gejala agradasi atau degradasi terhadap tinggi dasar sungai tidak akan tampak sepanjang umur proyek. Gunung-gunung yang lebih tua terdapat di Kalimantan, Sulawesi dan Irian Jaya serta di pulau-pulau lain yang lebih kecil di seluruh kepulauan Nusantara. Terdapatnya batu singkapan atau rintangan alamiah berupa batu-batu besar dapat menstabilkan tinggi dasar sungai sampai beberapa kilometer di sebelah hulu; cek ini penting sehubungan dengan degradasi. Apabila di dasar sungai terdapat cek dam alamiah berupa batu besar, maka stabilitas dam tersebut selama terjadi banjir besar hendaknya diselidiki, sebab kegagalan akan berakibat degradasi yang cepat di sebelah hulu. Kadang-kadang lapisan konglomerat sementasi merupakan cek di sungai. Lapisan-lapisan konglomerat ini rawan terhadap abrasi cepat oleh bahanbahan sedimen keras yang bergerak di sungai. Lapisan ini dapat menghilang sebelum umur bangunan yang diharapkan lewat.


Bangunan Bendung

35

Di luar daerah pegunungan kemiringan dasar sungai akan menjadi lebih kecil dan bahan-bahan sedimen dasarnya terdiri dari pasir, kerikil dan batu kali. Potongan dasar sungai yang dalam bisa merupakan petunjuk bahwa degradasi sedang terjadi atau bahwa dasar tersebut telah mencapai tinggi yang seimbang. Hal ini hanya dapat dipastikan bila keadaan tersebut telah berlangsung lama. Jika dasar sungai menjadi dangkal atau lebar, terisi pasir dan kerikil, maka hal ini dapat dijadikan petunjuk bahwa dasar tersebut sedang mengalami agradasi secara berangsur-angsur. Dam atau rintangan alamiah (lihat gambar 3.4) yang ada akan menjaga kestabilan dasar sungai sampai ruas tertentu, sedangkan sebelah hilir atau hulu ruas tersebut mengalami degradasi atau agradasi.

dasar stabil agradasi bendung

tinggi dasar mula

rintangan alamiah degradasi

Gambar 3.4

Pengaruh rintangan (cek) alamiah

Pekerjaan-pekerjaan pengaturan sungai, seperti sodetan meander dan pembuatan krib atau lindungan tanggul, juga akan mempengaruhi gerak dasar sungai. Pada umumnya pekerjaan-pekerjaan ini akan menyebabkan degradasi dasar sungai akibat kapasitas angkutnya bertambah. Dasar sungai di ruas bawah akan terdiri dari pasir sedang dan halus, mungkin dengan lapisan lanau dan lempung. Apabila sungai mengalir ke laut atau danau, maka kemiringan dasarnya kecil, dan tergantung pada banyaknya sedimen yang diangkut oleh sungai itu, sebuah delta dapat terbentuk.


Bangunan Bendung

36

Terbentuknya delta merupakan pertanda pasti bahwa ruas bawah sungai dalam keadaan agradasi.

kerucut aluvial delta

laut

laut

Gambar 3.5

Terbentuknya delta

3.2.2 Morfologi sungai Apabila tanggul sungai terdiri dari batu, konglomerat sementasi atau batubatu, maka dapat diandaikan bahwa sungai itu stabil dengan dasarnya yang sekarang. Jika dasar sungai penuh dengan batu-batu dan kerikil-kerikil, maka arah sungai tidak akan tetap dan palung kecil akan berpindah-pindah selama terjadi banjir besar. Vegetasi alamiah bisa membuat tanggul menjadi stabil. Tanggul yang tidak ditumbuhi pepohonan dan semak belukar akan mudah terkena erosi. Sebaiknya, di daerah-daerah lahar tanggul-tanggul batu yang stabil dapat terkikis dan palung besar yang lebar bisa terbentuk di sungai itu. Dalam keadaan aslinya, hanya sedikit saja sungai yang lurus sampai jarak yang jauh. Bahkan pada ruas lurus mungkin terdapat pasir, kerikil atau bongkah-bongkah batu. Kecendrungan alamiah suatu sungai yang mengalir melalui daerah-daerah endapan alluvial adalah terjadinya meandering atau


Bangunan Bendung

37

anyaman (braiding ), tergantung apakah terbentuk alur tunggal atau beberapa alur kecil. Bahkan pada ruas yang berbeda dapat terbentuk meander dan anyaman. tanggul stabil

e c i l n g k u l a p

tanggul stabil

palung kecil berpindah

Gambar 3.6

dasar stabil

Morfologi sungai

Biasanya terdapat lebar tertentu di sungai tempat di sepanjang sungai yang merupakan batas meander. Ini disebut batas meander. Besarnya batas meander ini merupakan data penting perencanaan tanggul banjir di sepanjang sungai.

batas meander

tanggul stabil sungai bermeander

Gambar 3.7

sungai berayam

Sungai bermeander dan terowongan

Untuk perencanaan bangunan utama, kita perlu mengetahui apakah meander di lokasi bangunan yang direncana stabil atau rawan terhadap erosi selama terjadi banjir.


Bangunan Bendung

38

Apabila tersedia peta-peta foto udara lama, maka peta-peta ini akan diperiksa

dengan

seksama

guna

membuat

penyesuaian-penyesuaian

morfologi sungai. Penduduk

setempat

mungkin

dapat

memberikan

keterangan

yang

bermanfaat mengenai stabilitas tanggul sungai. Pada waktu mengevaluasi stabilitas tanggul sungai, naiknya muka air setelah selesainya pelaksanaan bangunan bendung harus diperhitungkan. Ada satu hal yang harus mendapat perhatian khusus, yakni apakah vegetasi yang ada mampu bertahan hidup pada muka air tinggi, atau akan lenyap beberapa waktu kemudian. Tindakan-tindakan apa saja yang akan diambil guna mempertahankan stabilitas tanggul? Ruas-ruas yang teranyam tidak akan memberikan kondisi yang baik untuk perencanaan dan pelaksanaan pekerjaan bendung, karena aliran-aliran rendah tersebut akan tersebar di dasar sungai lebar yang terdiri dari pasir. Ruas-ruas demikian sebaiknya dihindari, kalau mungkin, atau dipilih bagian yang sempit dengan aliran alur yang terkonsentrasi. Sungai-sungai tertentu mempunyai bantaran pada ruas-ruas yang landai yang akan tergenang banjir beberapa kali setiap tahunnya. Di sepanjang sungai mungkin terbentuk tanggul-tanggul rendah alamiah akibat endapan pasir halus dan lanau. Selama banjir besar tanggul-tanggul ini bisa bobol dan mengakibatkan arah dasar sungai berubah sama sekali.

3.3 Muka Air Muka air rencana di depan pengambilan bergantung pada: (1)

elevasi muka air yang diperlukan untuk irigasi (eksploitasi normal)

(2)

beda tinggi energi pada kantong lumpur yang diperlukan untuk membilas sedimen dari kantong

(3)

beda tinggi energi pada bangunan pembilas yang diperlukan untuk membilas sedimen dekat pintu pengambilan.


Bangunan Bendung

(4)

39

beda tinggi energi yang diperlukan untuk meredam energi pada kolam olak.

Untuk elevasi muka air yang diperlukan, tinggi, kedalaman air dan kehilangan tinggi energi berikut harus dipertimbangkan:

- elevasi sawah yang akan diairi - kedalaman air di sawah - kehilangan tinggi energi di saluran dan boks tersier - kehilangan tinggi energi di bangunan sadap tersier - variasi muka air untuk eksploitasi di jaringan primer - panjang dan kemiringan saluran primer - kehilangan tinggi energi pada bangunan-bangunan di jaringan primer sipon, pengatur, flum, dan sebagainya

- kehilangan tinggi energi di bangunan utama 3.4 Topografi Topografi

pada

lokasi

yang

direncanakan

sangat

mempengaruhi

perencanaan dan biaya pelaksanaan bangunan utama:

- harus cukup tempat di tepi sungai untuk membuat kompleks bangunan utama termasuk kantong lumpur dan bangunan (-bangunan) pembilas.

- Topografi sangat memperngaruhi panjang serta tata letak tanggul banjir dan tanggul penutup, kalau ini diperlukan

- Topografi harus dipelajari untuk membuat perencanaan trase saluran primer yang tidak terlalu mahal.

3.5 Kondisi Geologi Teknik Yang paling penting adalah pondasi bangunan utama. Daya dukung dan kelulusan tanah bawah merupakan hal-hal penting yang sangat berpengaruh terhadap perencanaan bangunan utama besar sekali.


Bangunan Bendung

40

Masalah-masalah lain yang harus diselidiki adalah kekuatan bahan terhadap erosi, tersedianya bahan bangunan (sumber bahan timbunan) serta parameter-parameter tanah untuk stabilitas tanggul.

3.6 Metode Pelaksanaan Metode pelaksanaan akan dipertimbangkan juga dalam pemilihan lokasi yang cocok pada tahap awal penyelidikan. Pada gambar 3.8 diberikan 2 alternatif pelaksanaan yang biasa diterapkan yaitu: (A)

pelaksanaan di sungai

(B)

pelaksanaan pada sodetan/kopur di samping sungai

lokasi yang dipilih harus cocok dengan metode pelaksanaan dan pekerjaanpekerjaan sementara yang dibutuhkan. Pekerjaan-pekerjaan sementara yang harus dipertimbangkan adalah:

-

Kemungkinan pembuatan saluran pengelak Saluran pengelak akan dibuat jika konstruksi dilaksanakan di dasar sungai yang dikeringkan. Kemudian aliran sungai akan dibelokkan untuk sementara.

-

Bendungan sementara Bendungan sementara (cofferdam ) adalah bangunan sementara di sungai untuk melindungi lokasi pekerjaan.

-

Tempat kerja (construction pit ) Tempat kerja adalah tempat di mana bangunan akan dibuat. Biasanya lokasi cukup dalam dan perlu dijaga tetap kering dengan jalan memompa air di dalamnya.

-

Kopur (sudetan) Jika pekerjaan dilakukan di luar alur sungai di tempat yang kering dan dilakukan dengan memiintas (disodet), maka ini disebut kopur; dimana lengan sungai lama kemudian harus ditutup.

-

Dewatering (pengeringan air permukaan dan penurunan muka air tanah)


Bangunan Bendung

-

41

Tanggul penutup Tanggul penutup diperlukan untuk menutup saluran pengelak atau lengan sungai lama setelah pelaksanaan konstruksi bendung pengelak selesai.

3.7 Aksesibilitas dan Tingkat Pelayanan Kemudahan transportasi, sarana dan prasarana menuju lokasi bangunan akan

sangat

membantu

dalam

persiapan

pelaksanaan

pekerjaan,

pelaksanaan pembangunan bendung maupun dalam melaksanakan kegiatan operasi dan pemeliharaan bila bangunan bendung telah selesai dibangun dan mulai dioperasikan.

3.8 Tipe Bangunan 3.8.1 Umum Bangunan

dapat

digolongkan

menjadi

dua,

yakni

bangunan

yang

mempengaruhi dan yang tidak mempengaruhi muka air hulu. Termasuk dalam kategori pertama adalah bendung pelimpah dan bendung gerak. Kedua tipe tersebut mampu membendung air sampai tinggi minimum yang diperlukan. Pintu bendung gerak mempunyai pintu yang dapat dibuka selama

banjir

guna

mengurangi

tinggi

pembendungannya.

pelimpah tidak bisa mengurangi tinggi muka air hulu sewaktu banjir. alternatif A

alternatif B bendung gerak sodetan

bendung

tanggul penutup

ruang kerja

sungai lama tanggul sementara

Gambar 3.8

tanggul sementara tahap ke-2

Metode pelaksanaan alternatif


Bendung

Bangunan Bendung

42

Kategori bangunan kedua meliputi pengambilan bebas, pompa dan bendung saringan

bawah.

Tak

satu

pun

dari

tipe-tipe

bangunan

ini

yang

mempengaruhi muka air. Semua bangunan ini dapat dibuat dari pasangan batu atau beton, atau campuran kedua bahan ini yang masing-masing bahan bangunannya mempengaruhi bentuk dan perencanaan bangunan tersebut. Bahan-bahan lain jarang dipakai di Indonesia dan tidak akan dibicarakan di sini. (i)

Pasangan batu Sampai saat ini pasangan batu dilaksanakan dengan cara tidak standart dan belum ditemukan cara mengontrol kekuatan pasangan batu. Kualitas pasangan batu kali sangat ditentukan oleh komposisi campuran dan kerapatan adukan dalam speci antar batu. Hal ini sangat dipengaruhi oleh tingkat kedisiplinan tukang dalam merocok adukan dan tingkat kejujuran pengawas lapangan. Perilaku tukang dan pengawas yang kurang memadai dapat mengakibatkan rendahnya mutu pasangan batu kali. Pasangan batu kali dapat dipakai pada bangunan melintang sungai dengan syarat-syarat batasan sebagai berikut : a. Tinggi bendung maksimum 3 m b. Lebar sungai maksimum 30 m c. Debit sungai per satuan lebar dengan periode ulang 100 tahun maksimum 8 m3 /dt/m d. Tinggi tembok penahan tanah maksimum 6 m Bangunan atau bagian bangunan diluar syarat-syarat batasan di atas akan

memakai

material

lain

misalnya

beton,

yang

tentunya

memerlukan biaya lebih mahal, namun lebih memberikan jaminan kualitas dan keamanan bangunan. Pasangan batu akan dipakai apabila bahan bangunan ini (batu-batu berukuran besar) dapat ditemukan di atau dekat daerah itu. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Bangunan Bendung

43

Permukaan bendung yang terkena abrasi langsung dengan air dan pasir, biasanya dilindungi dengan lapisan batu keras yang dipasang rapat-rapat. Batu ini disebut batu candi, yaitu batu-batu yang dikerjakan dengan tangan dan dibentuk seperti kubus agar dapat dipasang serapat mungkin. (ii)

Beton Di Indonesia beton digunakan untuk bendung pelimpah skala besar dan tinggi melebihi syarat-syarat batasan seperti tersebut dalam butir (i). Meskipun biayanya tinggi, tetapi lebih memberikan jaminan kualitas dan keamanan bangunan. Hal ini bisa tercapai karena prosedur pelaksanaan dan kontrol kekuatan bahan mengacu pada standart yang sudah baku. Di samping itu di daerah-daerah di mana tidak terdapat batu yang cocok untuk konstruksi pasangan batu, beton merupakan alternatif.

(iii) Beton Komposit Bendung skala besar dan/atau tinggi melebihi batasan syarat-syarat dalam butir (i) yang terbuat dari beton, akan memerlukan biaya yang mahal mengingat volumenya yang besar. Dalam hal demikian tanpa mengurangi syarat-syarat keamanan struktur bangunan diperbolehkan menggunakan beton komposit, yaitu struktur beton yang di dalam tubuhnya diisi dengan pasangan batu kali. Tebal lapisan luar beton minimal 60 cm.

3.8.2 Bangunan pengatur muka air (a)

Bendung pelimpah

Tipe bangunan bendung yang paling umum dipakai di Indonesia adalah bandung pelimpah. Bendung ini dibuat melintang sungai untuk menghasilkan elevasi air minimum agar air tersebut bisa dielakkan. Perencanaan hidrolis, bendung pelimpah akan dibicarakan secara rinci pada bab 4.


Bangunan Bendung

(b)

44

Bendung gerak

Dengan pintu-pintunya (pintu sorong, pintu radial dan sebagainya), bendung gerak dapat mengatur muka air di sungai. Di daerah-daerah alluvial yang datar di mana meningginya muka air di sungai mempunyai konsekuensikonsekuensi yang luas (tanggul banjir yang panjang), pemakaian konstruksi bendung gerak dibenarkan. Karena menggunakan bagian-bagian yang bergerak, seperti pintu dengan peralatan angkatnya bendung tipe ini menjadi konstruksi yang mahal dan membutuhkan eksploitasi yang lebih teliti. Penggunaan bendung gerak dapat dipetimbangkan jika:

-

kemiringan dasar sungai kecil/relatif datar

-

peninggian dasar sungai akibat konstruksi bendung tetap tidak dapat diterima

karena

ini

akan

mempersulit

pembuangan

air

atau

membahayakan pekerjaan sungai yang telah ada akibat meningginya muka air.

-

debit banjir tidak bisa dilewatkan dengan aman melalui bendung tetap

-

pondasi kuat: pilar untuk pintu harus kaku dan penurunan tanah akan menyebabkan pintu-pintu itu tidak dapat dioperasikan.

(c)

Bendung karet

Bendung karet pada dasarnya adalah bendung gerak horisontal yang mengatur muka air dengan mengembangkan dan mengempiskan tubuh bendung yang teruat dari tabung karet yang berisi udara atau air. Udara atau air dimasukkan dari instalasi pompa udara atau air yang terletak tidak jauh dari lokasi bendung melalui pipa. Bangunan ini memerlukan eksploitasi yang teliti dan mahal. Dalam merencanakan bendung karet perlu diperhatikan persyaratan penting yang harus diikuti yaitu : (1) Kondisi

aliran

sungai

tidak

mengangkut

sedimen

kasar,

tidak

mengangkut sampah yang besar dan keras, serta tidak mengandung limbah kimia yang dapat bereaksi dengan karet. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Bangunan Bendung

45

(2) Sungai memiliki aliran subkritik dan tidak terjadi sedimentasi yang berat sehingga mengganggu mekanisme kembang kempisnya karet. (3) Bahan tabung karet harus terbuat dari material yang elastis, kuat, tahan lama dan tidak mudah terabrasi. (4) Pemilihan bahan karet baik jenis kekuatan maupun dimensi disesuaikan dengan kemampuan produsen untuk menyediakannya. (5) Harus aman dari gangguan publik dan aman dari sengatan matahari (6) Perencanaan operasi dan pemeliharaan yang rinci dan ketat.

3.8.3 Bangunan-bangunan muka air bebas (a)

Pengambilan bebas

Bangunan pengambilan bebas langka dipakai karena persyaratan untuk berfungsinya bangunan tersebut dengan baik sangat sulit dipenuhi. Persyaratan ini adalah:

-

kebutuhan pengambilan kecil dibandingkan dengan debit sungai andalan

-

kedalaman dan selisih tinggi energi yang cukup untuk pengelakan pada aliran normal

-

tanggul sungai yang stabil pada lokasi bangunan pengambilan

-

bahan dasar yang kecil pada pengambilan dan sedikit bahan layang

Agar sedimen yang masuk tetap minimal, pengambilan sebaiknya dibuat di ujung tikungan luar sungai untuk memanfaatkan aliran helikoidal. Kadangkadang pula dibuat kantong lumpur atau pengelak sedimen di hilir pengambilan. Karena

persyaratan-persyaratan

yang

disebutkan

di

atas,

biasanya

pengambilan bebas dijumpai di ruas sungai di mana kemiringan sungai curam; dasar tanggul sungai stabil (batu keras).

(b)

Pompa

Pompa merupakan metode yang fleksibel untuk mengelakkan air dari sungai. Tetapi, karena biaya energinya mahal (biasanya bahan bakar atau listrik), Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Bangunan Bendung

46

pompa akan digunakan hanya apabila pemecahan berdasarkan gravitasi tidak mungkin serta analisis untung-rugi menunjukkan bahwa instalasi pompa memang layak. Dalam keadaan khusus ada dua tipe pompa yang mungkin dipakai. Kedua tipe ini tidak bergabung pada bahan bakar atau listrik. Tipe-tipe tersebut adalah: (1)

Pompa naik hidrolis (hydraulic ram pump ), yang bekerja atas dasar momentum aliran air dan dengan cara itu pompa dapat menaikkan sedikit dari air tersebut. Karena jumlah air yang dinaikkan sedikit. Tipe pompa ini umumnya hanya digunakan untuk memompa air minum.

(2)

Pompa yang digerakkan dengan air terjun. Di dasar pipa (shaft ) vertikal dipasang sebuah rotor di mana air terjun menyebabkan pipa berputar. Di atas terdapat pompa kecil yang menaikkan air sedikit saja.

(c)

Bendung Saringan Bawah

Bendung saringan bawah atau Tiroller mengelakkan air lewat dasar sungai. Flum yang dipasang tegak lurus terhadap dasar sungai mengelakkan air melalui tepi sungai. Flum tersebut dipasangi saringan yang jerujinya searah dengan aliran sungai. Saringan itu akan menghalangi masuknya bahanbahan sedimen kasar di dasar sungai (untuk potongan melintang tipe bendung ini lihat gambar (1.2). Bahan-bahan yang lebih halus harus dipisahkan dengan konstruksi pengelak sedimen yang ada di belakang bangunan bendung. Perencanaan saringan bawah harus mendapat perhatian yang sungguh-sungguh, karena hal ini akan menentukan berfungsinya bangunan dengan baik. Tipe bendung ini terutama cocok digunakan di daerah pegunungan. Karena hampir tidak mempunyai bagian yang memerlukan eksploitasi, bangunan ini dapat bekerja tanpa pengawasan. Juga, penggunaan saringan bawah ini Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Bangunan Bendung

47

sangat menguntungkan di bagian sungai yang kemiringannya curam dengan bahan sedimen yang lebih besar. Karena

bendungan

saringan

bawah

tidak

mempunyai

bagian

yang

merupakan penghalang aliran sungai dan bahan dasar kasar, maka bendung ini tidak mudah rusak akibat hempasan batu-batu bongkah yang diangkut aliran. Batu-batu ini akan lolos begitu saja ke hilir sungai.


Perencanaan Hidrolis

4.

48

PERENCANAAN HIDROLIS

4.1 Umum Perencanaan

hidrolis

bagian-bagian

pokok

bangunan

utama

akan

dijelaskan dalam pasal-pasal berikut ini. Perencanaan tersebut mencakup tipe-tipe bangunan yang telah dibicarakan dalam pasal-pasal terdahulu, yakni: -

bendung pelimpah

-

bendung mekanis

-

bendung karet

-

pengambilan bebas

-

pompa dan

-

bendung saringan bawah

Di sini akan diberikan kriteria hidrolis untuk bagian-bagian dari tipe bangunan yang dipilih dan sebagai referensi tambahan dapat digunakan SNI 03-1724-1989, SNI 03-2401-1991.

4.2

Bendung Pelimpah

4.2.1 Lebar Bendung Lebar bendung, yaitu jarak antara pangkal-pangkalnya (abutment ), sebaiknya sama dengan lebar rata-rata sungai pada bagian yang stabil. Di bagian ruas bawah sungai, lebar rata-rata ini dapat diambil pada debit penuh (bankful discharge ): di bagian ruas atas mungkin sulit untuk menentukan debit penuh. Dalam hal ini banjir mean tahunan dapat diambil untuk menentukan lebar rata-rata bendung. Lebar maksimum bendung hendaknya tidak lebih dari 1,2 kali lebar ratarata sungai pada ruas yang stabil.



49

Untuk sungai-sungai yang mengangkut bahan-bahan sedimen kasar yang berat, lebar bendung tersebut harus lebih disesuaikan lagi terhadap lebar rata-rata sungai, yakni jangan diambil 1,2 kali lebar sungai tersebut. Agar pembuatan bangunan peredam energi tidak terlalu mahal, maka aliran per satuan lebar hendaknya dibatasi sampai sekitar 12-14.m3 /dt.m1, yang memberikan tinggi energi maksimum sebesar 3,5 – 4,5 m (lihat Gambar 4.1) Lebar efektif mercu

(Be) dihubungkan dengan lebar mercu yang

sebenarnya (B), yakni jarak antara pangkal-pangkal bendung dan/atau tiang pancang, dengan persamaan berikut: Be = B – 2 (nK p + K a) H1 B

di mana:

n = jumlah pilar K p = koefisien kontraksi pilar K a = koefisien kontraksi pangkal bendung H1 = tinggi energi, m

Harga – harga koefisien K a dan K p diberikan pada tabel 4.1 I

II

I H1 pembilas

II

B1

B2

B3

B1e

B2e

Bs

H1 Ka.H1

ka.H1 Kp.H1

Kp.H1 Kp.H1

Bs = 0.8Bs B = B1 + B2 + B3 Be = B1e + B2e + Bs

Gambar 4.1

Lebar efektif mercu


Kp.H1


50

Tabel 4.1 Harga-harga koefisien K a dan K p

Bentuk Pilar

K p

Untuk pilar berujung segi empat dengan sudut sudut yang dibulatkan pada jari-jari yanghampir sama dengan 0,1 dari tebal pilar

0,02

Untuk pilar berujung bulat

0,01

Untuk pilar berujung runcing

0

Bentuk Pangkal Tembok

K a

Untuk pangkal tembok segi empat dengan tembok hulu pada 900 ke arah aliran

0,20

Untuk pangkal tembok bulat dengan tembok hulu pada 900 ke arah aliran dengan 0,5 H1 > r > 0.15 H1

0.10

Untuk pangkal tembok bulat di mana r > 0.5 H1 dan tembok hulu tidak lebih dari 450 ke arah aliran

0

Dalam memperhitungkan lebar efektif, lebar pembilas yang sebenarnya (dengan bagian depan terbuka) sebaiknya diambil 80% dari lebar rencana untuk mengkompensasi perbedaan koefisiensi debit dibandingkan dengan mercu bendung itu sendiri (lihat Gambar 4.1)

4.2.2 Perencanaan Mercu Di Indonesia pada umumnya digunakan dua tipe mercu untuk bendung pelimpah : tipe Ogee dan tipe bulat (lihat Gambar 4.2).

R

R1

2 R

mercu tipe ogee

Gambar 4.2

Bentuk – bentuk mercu


mercu tipe bulat


51

Kedua bentuk mercu tersebut dapat dipakai baik untuk konstruksi beton maupun pasangan batu atau bentuk kombinasi dari keduanya. Kemiringan maksimum muka bendung bagian hilir yang dibicarakan di sini berkemiringan 1 banding 1 batas bendung dengan muka hilir vertikal mungkin menguntungkan jika bahan pondasinya dibuat dari batu keras dan tidak diperlukan kolam olak. Dalam hal ini kavitasi dan aerasi tirai luapan harus diperhitungkan dengan baik. (1)

Mercu bulat

Bendung dengan mercu bulat (lihat Gambar 4.2) memiliki harga koefisiensi debit yang jauh lebih tinggi (44%) dibandingkan dengan koefisiensi bendung ambang lebar. Pada sungai, ini akan banyak memberikan keuntungan karena bangunan ini akan mengurangi tinggi muka air hulu selama banjir. Harga koefisiensi debit menjadi lebih tinggi karena lengkung streamline dan tekanan negatif pada mercu. Tekanan pada mercu adalah fungsi perbandingan antara H 1 dan r (H1 /r) (lihat Gambar 4.4). Untuk bendung dengan dua jari-jari (R 2) (lihat Gambar 4.2), jari-jari hilir akan digunakan untuk menemukan harga koefisien debit. Untuk menghindari bahaya kavitasi lokal, tekanan minimum pada mercu bendung harus dibatasi sampai – 4 m tekanan air jika mercu terbuat dari beton; untuk pasangan batu tekanan subatmosfir sebaiknya dibatasi sampai –1 m tekanan air.



52

2

V1 /2g

2

v2 /2g h1 H1

V1

y h2 r

p

2-3H, maks

Gambar 4.3

1

H2

V2 1

.

Bendung dengan mercu bulat

Dari Gambar 4.4 tampak bahwa jari-jari mercu bendung pasangan batu akan berkisar antara 0,3 sampai 0,7 kali H1maks dan untuk mercu bendung beton dari 0,1 sampai 0,7 kali H.1maks Persamaan tinggi energi-debit untuk bendung ambang pendek dengan pengontrol segi empat adalah: Q di mana:Q

= Cd 2/3

2 / 3gb H1 1,5

= debit, m3 /dt

Cd = koefisien debit (Cd = C0C1C2) g

= percepatan gravitasi, m/dt2 (≅ 9,8)

b

= panjang mercu, m

H1 = tinggi energi di atas mercu, m. Koefisien debit Cd adalah hasil dari: -

C0 yang merupakan fungsi H 1 /r (lihat Gambar 4.5)

-

C1 yang merupakan fungsi p/H 1 (lihat Gambar 4.6), dan

-

C2 yang merupakan fungsi p/H1 dan kemiringan muka hulu bendung (lihat Gambar 4.7)

C0 mempunyai harga maksimum 1,49 jika H1 /r lebih dari 5,0 seperti diperlihatkan pada Gambar 4.5. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


53

1.0 r =~ 0.0 n i m -1.0 ) g 1 H / p (

-2.0 h1~H1 ~ y~0.7H1 ~

n a g n -3.0 i d n a b r e p -4.0

p/ g

r

1 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

perbandingan H1/r

Gambar 4.4

Tekanan pada mercu bendung bulat sebagai fungsi perbandingan H 1 /r

Harga-harga C0 pada Gambar 4.5 sahih (valid) apabila mercu bendung cukup tinggi di atas rata-rata alur pengarah (p/H1 ≥ sekitar 1,5). Dalam tahap perencanaan p dapat diambil setengah jarak dari mercu sampai dasar rata-rata sungai sebelum bendung tersebut dibuat. Untuk harga-harga p/h1 yang kurang dari 1,5, maka Gambar 4.6 dapat dipakai untuk menemukan faktor pengurangan C 1.

1.5 1.4 x

1.3 catatan sahih jika P/H1 > 1.5

1.2

+ +x x x x x x x x x 1.0 x x

1.1 1.0

o C 0.9 n e i s 0.8 i f e o 0.7 k

x

0.6 0

Gambar 4.5

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10. 0

x r = 0.025 m. - G.D.MATTHEW 1963 perbandingan H1/r o r = ............. - A.L. VERWOERD 1941 + r = 0.030 m. - A.W.v.d.OORD 1941 r = 0.0375 m. L.ESCANDE & r = 0.075 m. F.SANANES 1959

Harga-harga koefisien C 0 untuk bendung ambang bulat sebagai fungsi perbandingan H 1 /r



54

P/H1 ~ 1.5 1.0

0.99

0.9

+

n e i s i f e o k 0.8 n a g n a r u g 0.7 n e p 1 r C o t t i k b a e F d

+ + + w.j.v.d. OORD 1941

0

1.0

2.0

3.0

perbandingan P/H1

Gambar 4.6

Koefisien C 1 sebagai fungsi perbandingan P/H 1

Harga-harga koefisien koreksi untuk pengaruh kemiringan muka bendung bagian hulu terhadap debit diberikan pada Gambar 4.7. Harga koefisien koreksi, C2, diandaikan kurang lebih sama dengan harga faktor koreksi untuk bentuk-bentuk mercu tipe Ogee. 2

V1 /2g

1.04

1:0.67

1.02

2 C i s k e r o k 1.00 n e i s i f e o k

kemiringan sudut terhadap garis vertikal 1:0.33 18°26' 1:0.67 33°41' 1:1 45°00'

H1

1:1

p

1:0.33

0.98 0

Gambar 4.7

perbandingan P/H1

0.5

1.0

1.5

Harga-harga koefisien C2 untuk bendung mercu tipe Ogee dengan muka hulu melengkung (menurut USBR, 1960)



55

Harga-harga faktor pengurangan aliran tenggelam f sebagai fungsi perbandingan tenggelam dapat diperoleh dari Gambar 4.8. Faktor pengurangan

aliran

tenggelam

mengurangi

debit

dalam

keadaan

tenggelam. 1.0 0.9 1 H / 2 H

0.8 0.7

+

0.6

+

m 0.5 a l n e a g 0.4 g g n n i d e 0.3 n t a n 0.2 b a r i r e l p a 0.1

data dari : + A.L.VERWOERD 1941

+

W.J.v.d.OORD 1941

H2/H1=1/3

+ +

0 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 faktor pengurangan aliran tenggelam f

Gambar 4.8

(2)

0.7

0.8

0.9

1.0

Faktor pengurangan aliran tenggelam sebagai fungsi H 2 /H 1

Mercu Ogee

Mercu Ogee berbentuk tirai luapan bawah dari bandung ambang tajam aerasi. Oleh karena itu mercu ini tidak akan memberikan tekanan subatmosfir pada permukaan mercu sewaktu bendung mengalirkan air pada debit rencana. Untuk debit yang lebih rendah, air akan memberikan tekanan ke bawah pada mercu. Untuk merencanakan permukaan mercu Ogee bagian hilir, U.S. Army Corps of Engineers telah mengembangkan persamaan berikut: Y hd

=

1 K

[

X hd

]n

di mana x dan y adalah koordinat-koordinat permukaan hilir (lihat Gambar 4.9) dan hd adalah tinggi energi rencana di atas mecu. Harga-harga K dan n adalah parameter. Harga-harga ini bergantung kepada kecepatan dan Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


56

kemiringan permukaan belakang. Tabel 4.2 menyajikan harga-harga K dan n untuk berbagai kemiringan hilir dan kecepatan pendekatan yang rendah. Tabel 4.2

Harga-harga K dan n

Kemiringan per

K

n

mukaan hilir vertikal

2.000

1,850

3:1

1,936

1,836

3:2

1,939

1,810

1:1

1,873

1,776

Bagian hulu mercu bervariasi sesuai dengan kemiringan permukaan hilir (lihat Gambar 4.9). Persamaan antara tinggi energi dan debit untuk bendung mercu Ogee adalah: Q = Cd 2/3

2 / 3gb H1 1,5

di mana: Q = debit, m3 /dt Cd = koefisien debit (Cd = C0C1C2) G = percepatan gravitasi, m/dt2 (≅ 9,8) b = lebar mercu, m H1 = tinggi enegi di atas ambang, m.



57

3 - 4 h1 maks X 1.85 = 2.0hd 0.85 y H1 hd

0.282 hd 0.175 hd

asal koordinat x

H1

hd

1.810

0.810

= 1.939 hd

y

0.214 hd 0.115 hd X

Y

R=0.2 hd

X

R=0.22 hd 0.67

R=0.5 hd

y

1 R=0.48 hd sumbu mercu diundurkan

X H1

hd

1.836

0.836

= 1.939 hd

X

y

0.237 hd 0.139 hd

H1 hd

1.776

Y 0.33

y

0.119 hd x

x R = 0.21 hd

0.776

= 1.873 hd

1

Y

1

1

R = 0.68 hd R = 0.45 hd

Gambar 4.9

Bentuk-bentuk bendung mercu Ogee (U.S.Army Engineers, Waterways Experimental Stasion)


Corps of

Perencanaan Hidrolis 1.3

0 2 . 0 = d h / P

1.2 1.1

3 3 . 0

7 0 6 . 0 . 0 1

1.0

58

3 3 . 1 >

muka hulun vertikal

0.9 0.8

d h / 0.7 1 H

0.6 0.5

n a g n i d n a b r e p

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

faktor koreksi C1

Gambar 4.10

Faktor koreksi untuk selain tinggi energi rencana pada bendung mercu Ogee (menurut Ven Te Chow, 1959, berdasarkan data USBR dan WES)

Koefisien debit efektif Ce adalah hasil C0, C1 dan C2 (Ce = C0C1C2). -

C0 adalah konstanta (= 1,30),

-

C1 adalah fungsi p/hd dan H1 /hd’ dan

-

C2 adalah faktor koreksi untuk permukaan hulu.

Faktor koreksi C1 disajikan pada Gambar 4.10 dan sebaiknya dipakai untuk berbagai tinggi bendung di atas dasar sungai. Harga-harga C1 pada Gambar 4.10 berlaku untuk bendung mercu Ogee dengan permukaan hulu vertikal. Apabila permukaan bendung bagian hulu miring, koefisien koreksi tanpa dimensi C 2 harus dipakai; ini adalah fungsi baik kemiringan permukaan bendung maupun perbandingan p/H 1. Harga-harga C2 dapat diperoleh dari Gambar 4.7. Gambar 4.11 menyajikan faktor pengurangan aliran tenggelam f untuk dua perbandingan: perbandingan aliran tenggelam H2 /H1 dan P2 /H1.



59

-0.2 8 9 . 0

-0.1

7 9 . 0 6 9 . 0 4 9 . 0

0 0.1

H1 H2

5 9 9 9 . . 9 0 0

p

p2

2 9 . 0

0.2 0.3

0 . 1

0 9 . 0

0.995

5 0 . 9 9

5 8

0.99

. 1 0 H / 2 H0.4 0

9 0. 9

0.98

8 . 0

8 0. 9

m0.5 a l e g g n 0.6 e t n a r i l a 0.7 n a g n i d 0.8 n a b r e 0.9 p

0.97

7 0. 9

0.96

0. 9 6

0.94

0. 9 4

0.92

0. 9 2

0.90

0. 9 0

0.85 0.80 0.70 0.60 0.40 0.20

0.85 0.80 0.70

0.60 0.40 0.20

1.0 0

0.5

1.0

perbandingan

Gambar 4.11

(3)

1.0

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

f m a l e g g n e t n a r i l a n a g n a r u g n e p r o t k a f

4.0

P2/H1

Faktor pengurangan aliran tenggelam sebagai fungsi p 2 /H 1 dan H 2 /H 1. (Disadur dari US Army Corps of Engineers Waterways Experimental Station)

Kecepatan datang (approach velocity )

Jika dalam rumus-rumus debit di atas dipakai kedalaman air h1, bukan tinggi energi H1, maka dapat dimasukkan sebuah koefisien kecepatan datang Cv ke persamaan debit tersebut. Harga-harga koefisien ini dapat dibaca dari Gambar 4.12.



60

1.20

1.15 n a t a p e c e k v n C e g i s i f n a e t o a k d

1.10 pengontrol segiempat u = 1.5

1.05

1.00 0

Gambar 4.12

0.1 0.2 perbandingan luas

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

1 Cd A*/A1

Harga-harga C v sebagai fungsi perbandingan luas α 1 C d A*/A 1 untuk bagian pengontrol segi empat (dari Bos, 1977)

Gambar ini memberikan harga-harga Cv

untuk bendung segi empat

sebagai fungsi perbandingan luas. Perbandingan luas =

α 1 Cd A*/A 1

di mana: α1 =

koefisiensi pembagian/distribusi kecepatan dalam alur pengarah (approach channel). Untuk keperluan-keperluan praktis harga tersebut boleh diandaikan sebagai konstan; α = 1,04

A 1 = luas dalam alur pengarah A* = luas semu potongan melintang aliran di atas mercu bendung jika kedalaman aliran akan sama dengan h1 (lihat Gambar 4.13).



61

B1 Bc

pengontrol

z1

A1

A

1

alur pengarah

h1 y1

bc

P1

b1

Gambar 4.13

Potongan hulu dan tampak depan pengontrol

4.2.3 Pelimpah gigi gergaji Pada beberapa lokasi rencana pembuatan bendung, didapatkan sungai yang mempunyai karakteristik lebar sungai kecil, debit cukup besar dengan fluktuasi antara debit rendah dan debit tinggi yang tidak terlalu jauh, dan tidak membawa material bawaan yang besar (besarnya sungai di daerah hilir). Untuk karakteristik sungai yang demikian jika dibangun bendung dengan pelimpah alinyemen lurus akan memerlukan panjang pelimpah yang besar, sehingga perlu area yang besar dan biaya yang mahal. Dari hasil beberapa penelitian untuk sungai dengan karakteristik di atas lebih sesuai digunakan pelimpah dengan alinyemen berbentuk gigi gergaji, karena dengan bentuk seperti itu pada bentang sungai yang sama mempunyai panjang pelimpah yang lebih besar. Parameter yang harus diperhatikan sebelum merencanakan type ini adalah : (1)

Lokasi, tinggi mercu, debit banjir rencana dan stabilitas perlu didesain dengan mengacu pada acuan yang ada pada pelimpah ambang tetap biasa.

(2)

Bendung tipe gigi gergaji kurang sesuai untuk dibangun pada sungai dengan angkutan material dasar sungai batu gelinding, sungai yang



62

membawa hanyutan batang-batang pohon dalam jumlah yang besar sehingga akan menimbulkan benturan yang dapat merusak tubuh bendung atau tumpukan sampah yang dapat mengakibatkan penurunan kapasitas pelimpahan bendung. (3)

Radius atau jari-jari mercu perlu diambil lebih besar atau sama dengan 0,10 m.

4.2.4 Tata letak dan bentuk gigi gergaji (1)

Pelimpah dengan bentuk dasar segitiga menghasilkan kapasitas pelimpahan terbesar, tetapi jarak antara dinding-dinding pelimpah bagian ujung udik dan hilir pada bentuk segitiga sangat dekat. Keadaan ini mengakibatkan pelimpah bentuk segitiga sangat peka terhadap akibat perubahan muka air hilir dan mudah terjadi kehilangan aerasi akibat tumbukan aliran air menyilang yang jatuh dari dinding-dinding pelimpah.

(2)

Pada pelimpah dengan bentuk dasar persegi panjang terjadi pengkonsentrasian menimbulkan

aliran

penurunan

menuju muka

pelimpah. air

diatas

Keadaan pelimpah

ini dan

mengakibatkan penurunan kapasitas pelimpah. (3)

Bentuk dasar trapezium memberikan efektifitas pelimpahan yang terbaik.

(4)

Bentuk mercu pelimpah sangat berpengaruh terhadap kapasitas pelimpahan, bentuk mercu setengah lingkaran mempunyai koefisien pelimpahan (c), yang lebih besar daripada koefisien pelimpahan mercu dengan bentuk tajam (ct).

Jika kapasitas pelimpahan bendung tipe gergaji dengan besar pelipatan panjang mercu

lg b

dan nilai koefisien pelimpahan c t adalah sebesar Qt,



kapasitas pelimpahan bendung gergaji dengan dengan koefisien pelimpahan c adalah Qg =

ct c

lg b

yang sama tetapi

x Qt.

A

A a

h Udik

p 2a

b Arah Aliran a

c hilir

denah untuk jenis lantai hilir datar

Potongan A-A untuk jenis lantai hilir

A

A

h p Udik b

2a Arah Aliran a

c hilir

Potongan A-A untuk jenis lantai hilir denah untuk jenis lantai hilir miring

Gambar 4.14

Denah pelimpah bentuk gergaji

Notasi dari gambar didepan adalah: a

= setengah lebar bagian dinding ujung-ujung gigi gergaji

b

= lebar lurus satu gigi gergaji

c

= panjang bagian dinding sisi gigi gergajji

p

= tinggi pembendungan

h

= tinggi tekan hidrolik muka air udik diukur dari mercu bendung.

Lg = panjang satu gigi gergaji = 4a + 2c


63


h p

64

= perbandingan antara tinggi tekan hidrolik, h dengan tinggi bendung atau pelimpah diukur dari lantai udik, p.

b p

lg b

= perbandingan antara lebar satu gigi b dengan tinggi bendung p

= perbandingan antara panjang mercu pelimpah gergaji yang terbentuk

∝

= sudut antara sisi pelimpah dengan arah aliran utama air

n

= jumlah “gigi” pelimpah gergaji

Qg Qn

= nilai perbandingan antara besar debit pada pelimpah gergaji dibandingkan dengan besar debit

pelimpahan jika digunakan

pelimpah lurus biasa dengan lebar bentang yang sama.

4.2.5 Pangkal bendung Pangkal-pangkal bendung (abutment ) menghubungkan bendung dengan tanggul-tanggul sungai dan tanggul-tanggul banjir. Pangkal bendung harus mengarahkan aliran air dengan tenang di sepanjang permukaannya dan tidak menimbulkan turbulensi. Gambar 4.14 memberikan dimensidimensi yang dianjurkan untuk pangkal bendung dan peralihan (transisi).



65

0.50 m R1>h1 = 3 0 - 4 5 °

maks 1:1

L1 > 2hmaks

.

R3>1m

maks 1:1 a

R=1.5a

L3>4h3

L2>2h1

Q100 hmaks

R2>0.5h2

h2 Q100

h1

h3

Gambar 4.15

Pangkal bendung

Elevasi pangkal bendung di sisi hulu bendung sebaiknya lebih tinggi daripada elevasi air (yang terbendung) selama terjadi debit rencana. Tinggi jagaan yang harus diberikan adalah 0,75 m sampai 1,50 m, bergantung kepada kurve debit sungai di tempat itu; untuk kurve debit datar 0,75 m akan cukup; sedang untuk kurve yang curam akan diperlukan 1,50 m untuk memberikan tingkat keamanan yang sama.

4.2.6 Peredam energi Aliran di atas bendung di sungai dapat menunjukkan berbagai perilaku di sebelah bendung akibat kedalaman air yang ada h2. Gambar 4.15 menyajikan kemungkinan-kemungkinan yang terjadi dari pola aliran di atas bendung. Kasus A menunjukkan aliran tenggelam yang menimbulkan sedikit saja gangguan

di

permukaan

berupa

timbulnya

gelombang.

Kasus

B

menunjukkan loncatan tenggelam yang lebih diakibatkan oleh kedalaman air hilir yang lebih besar, daripada oleh kedalaman konjugasi. Kasus C Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


66

adalah keadaan loncat air di mana kedalaman air hilir sama dengan kedalaman konjugasi loncat air tersebut. Kasus D terjadi apabila kedalaman air hilir kurang dari kedalaman konjugasi; dalam hal ini loncatan akan bergerak ke hilir.

y2

A

h2

B

yu

y2

y2=h2

C

h2

D

Gambar 4.16 Peredam energi

Semua tahap ini bisa terjadi di bagian hilir bendung yang di bangun di sungai. Kasus D adalah keadaan yang tidak boleh terjadi, karena loncatan air akan menghempas bagian sungai yang tak terlindungi dan umumnya menyebabkan penggerusan luas.

Debit rencana Untuk menemukan debit yang akan memberikan keadaan terbaik untuk peredaman energi, semua debit harus dicek dengan muka air hilirnya. Jika degradasi mungkin terjadi, maka harus dibuat perhitungan dengan muka air hilir terendah yang mungkin terjadi untuk mencek apakah degradasi mungkin terjadi. Degradasi harus dicek jika:



67

(a)

bendung dibangun pada sodetan (kopur)

(b)

sungai itu sungai alluvial dan bahan tanah yang dilalui rawan terhadap erosi

(c)

terdapat waduk di hulu bangunan.

Bila degradasi sangat mungkin terjadi, tetapi tidak ada data pasti yang tersedia, maka harga sembarang degradasi 2,50 m harus digunakan dalam perencanaan kolam olak, tetapi dengan fungsi sebagai berikut: (a)

Untuk analisa stabilitas bendung

(b)

Untuk menyiapkan cut off end sill / analisa dimensi curve

(c)

Untuk keperluan perhitungan piping/seepage

(d)

Untuk perhitungan kolam olak/dimensi

1/3 H1

muka air hulu

. penurunan tinggi dasar

H

2/3H1

aliran tak tenggelam

H1

aliran tenggelam

tinggi mercu muka air hilir kedalaman konjugasi y2

.

z

tinggi dasar hilir

H2

z + 0.5H1

H1

1

v1

2 H2

degradasi -4.0 0

q

Gambar 4.17

Metode perencanaan kolam loncat air

4.2.7 Kolam loncat air Gambar 4.17 memberikan penjelasan mengenai metode perencanaan. Dari grafik q versus H1 dan tinggi jatuh 2, kecepatan (v1) awal loncatan dapat ditemukan dari: v1 =

2 g (1 / 2 H 1 + z )



68

di mana: v1 = kecepatan awal loncatan, m/dt g


H1 = tinggi energi di atas ambang, m z

= tinggi jatuh, m.

Dengan q = v1y1, dan rumus untuk kedalaman konjugasi dalam loncat air adalah:

y 2 y u di mana :

= ½ ( 1 + 8 Fr 2 −1)

Fr =

v1 gy u

di mana : y2 = kedalaman air di atas ambang ujung, m yu = kedalaman air di awal loncat air, m Fr = bilangan Froude v1 = kecepatan awal loncatan, m/dt g


kedalaman konjugasi untuk setiap q dapat ditemukan dan diplot. Untuk menjaga agar loncatan tetap dekat dengan muka miring bendung dan di atas lantai, maka lantai harus diturunkan hingga kedalaman air hilir sekurang-kurangnya sama dengan kedalaman konjugasi. Untuk aliran tenggelam, yakni jika muka air hilir lebih tinggi dari 2/3 H 1 di atas mercu, tidak diperlukan peredam energi. Dalam menghitung gejala loncat air, Tabel 4.3 dapat pula digunakan (lihat Lampiran 2) beserta Gambar 4.17.

Panjang kolam Panjang kolam loncat air di belakang Potongan U (Gambar 4.17) biasanya kurang dari panjang bebas loncatan tersebut adanya ambang ujung (end



69

sill ). Ambang yang berfungsi untuk memantapkan aliran ini umumnya ditempatkan pada jarak L j = 5 (n + y2) di mana: L j = panjang kolam, m n

= tinggi ambang ujung, m

y2 = kedalaman air di atas ambang, m. di belakang Potongan U. Tinngi yang diperlukan ambang ujung ini sebagai fungsi bilangan Froude (Fru), kedalaman air yang masuk yu, dan tinggi muka air hilir, dapat ditentukan dari Gambar 4.18. bagian pengontrol

H1

yc H

q

>2

Z

Hu 1

sudut runcing

yu

i r a t a l o n c

H2

bidang persamaan

panjang kemiringan

Lj potongan U

bulat r ~ 0.5H1 alternatif peralihan 1

Z

1

panjang kemiringan

diperpendek

Gambar 4.18

Parameter-parameter loncat air


ambang ujung

n

y2


70

9 yu

8

Vd

V2 yd

Vu

7 6

n

n = 0.0238 m. n = 0.0366 m. n = 0.0539 m. n = 0.0079 m. n<0

5

y2

X X

y 2 = d y

n yu =2

n n =1 yu =1/2 yu

1

2

3

batas bawah jangkauan percobaan

X

= y c is y 2 t e r o e t b a t a s

X

1

n yu =4

X

u 4 y / 2 y a 3 g r a h

2

) i a s l p o e r t i n i d ( 3 = u y n /

4

y2 < yc

5

6

7

8

9

10

11

harga Fru

Gambar 4.19

Hubungan percobaan antara Fr u , y 2 /y u untuk ambang ujung pendek (menurut Forster dan Skrinde, 1950)

Panjang kolam olak dapat sangat diperpendek dengan menggunakan blok-blok halang dan blok-blok muka. Gambar 4.19 menyajikan dimensi kolam olak USBR tipe III yang dapat dipakai jika bilangan Froude tidak lebih dari 4.5.

> (h+ y2) +0.60 H 0.2n3

2 1

blok muka

n3 =

0.5 yu yu yu yu

yu(4+Fru) 6

0.675 n3 0.75 n3 0.75 n3

blok halang n=

ambang ujung

yu(18+Fru) 18

1

yu

1

n3

n

0.82 y2 2.7 y2 potongan U

Gambar 4.20

Karakteristik kolam olak untuk dipakai dengan bilangan Froude di atas 4,5; kolam USBR Tipe III (Bradley dan Peterka, 1957)



71

Jika kolam itu dibuat dari pasangan batu, blok halang dan blok muka dapat dibuat seperti ditunjukkan pada Gambar 4.20.

pelat baja kerangka besi siku balok beton bertulang dengan: -blok muka -blok halang pasangan batu

Gambar 4.21

Blok-blok halang dan blok–blok muka

Tipe kolam Terlepas dari kondisi hidrolis, yang dapat dijelaskan dengan bilangan Froude dan kedalaman air hilir, kondisi dasar sungai dan tipe sedimen yang diangkut memainkan peranan penting dalam pemilihan tipe kolam olak: (a)

Bendung di sungai yang mengangkut bongkah atau batu-batu besar dengan dasar yang relatif tahan gerusan, biasanya cocok dengan kolam olak tipe bak tenggelam/submerged bucket (lihat Gambar 4.21);

(b)

Bendung di sungai yang mengangkut batu-batu besar, tetapi sungai itu mengandung bahan alluvial,



72

dengan dasar tahan gerusan, akan menggunakan kolam loncat air tanpa blok-blok halang (lihat Gambar 4.17) atau tipe bak tenggelam/peredam energi. (c)

Bendung sungai yang hanya mengangkut bahan-bahan sedimen halus dapat direncanakan dengan kolam loncat air yang diperpendek dengan menggunakan blok-blok halang (lihat Gambar 4.19)

Untuk tipe kolam olak yang terakhir, daya gerus sedimen yang terangkut harus dipertimbangkan dengan mengingat bahan yang harus dipakai untuk membuat blok.

4.2.8 Peredam energi tipe bak tenggelam Jika kedalaman konjugasi hilir dari loncat air terlalu tinggi dibanding kedalaman air normal hilir, atau kalau diperkirakan akan terjadi kerusakan pada lantai kolam yang panjang akibat batu-batu besar yang terangkut lewat atas bendung, maka dapat dipakai peredam energi yang relatif pendek tetapi dalam. Perilaku hidrolis peredam energi tipe ini terutama bergantung kepada terjadinya kedua pusaran; satu pusaran permukaan bergerak ke arah berlawanan dengan arah jarum jam di atas bak, dan sebuah pusaran permukaan bergerak ke arah putaran jarum jam dan terletak di belakang ambang ujung. Dimensi-dimensi umum sebuah bak yang berjari-jari besar diperlihatkan pada Gambar 4.21. tinggi kecepatan q

H hc

muka air hilir

1

a=0.1R

1

R

90°

elevasi dasar lengkung

Gambar 4.22

Peredam energi tipe bak tenggelam


lantai lindung

T


73

Kolam olak tipe bak tenggelam telah digunakan sejak lama dengan sangat berhasil pada bendung-bendung rendah dan untuk bilangan-bilangan Fruode rendah. Kriteria yang dipakai untuk perencanaan diambil dari bahan-bahan oleh Peterka dan hasil-hasil

penyelidikan dengan model.

Bahan ini telah diolah oleh Institut Teknik Hidrolika di Bandung guna menghasilkan serangkaian kriteria perencanaan untuk kolam dengan tinggi energi rendah ini. Parameter-parameter dasar untuk perencanaan tipe bak tenggelam sebagaimana diberikan oleh USBR (Peterka, 1974) sulit untuk diterapkan bagi perencanaan bendung dengan tinggi energi rendah. Oleh sebab itu, parameter-parameter dasar ini sebagai jari-jari bak, tinggi energi dan kedalaman air telah dirombak kembali menjadi parameterparameter tanpa dimensi dengan cara membaginya dengan kedalaman kritis. hc =

3

q2 g

di mana: hc = kedalaman air kritis, m q

= debit per lebar satuan, m3 /dt.m

g

= percepatan gravitasi, m/dt (≅ 9,8)

Jari-jari minimum bak yang diizinkan (R min) diberikan pada Gambar 4.22, di mana garis menerus adalah garis asli dari kriteria USBR. Di bawah ΔH/hc = 2,5 USBR tidak memberikan hasil-hasil percobaan. Sejauh ini

penyelidikan dengan model yang dilakukan oleh IHE menunjukkan bahwa garis putus-putus Gambar ini menghasilkan kriteria yang bagus untuk jari jari minimum bak yang diizinkan bagi bangunan-bangunan dengan tinggi energi rendah ini.



74

8

20

3

2

n i m c R h

1 1

H hc

Gambar 4.23

2

3

4

5

6

7

9 10

Jari – jari minimum bak

Batas minimum tinggi air hilir (T min) diberikan pada Gambar 4.24. Untuk ΔH/hc di atas 2,4 garis tersebut merupakan “envelope” batas tinggi air hilir yang diberikan oleh USBR bagi batas minimum tinggi air hilir (bak bercelah), “sweep-out limit”, batas minimum tinggi air hilir yang dipengaruhi oleh jari-jari bak dan batas tinggi air hilir untuk bak tetap. Dibawah ΔH/hc = 2,4 garis tersebut menggambarkan kedalaman konjugasi suatu loncat air. Dengan pertimbangan bahwa kisaran harga ΔH/hc yang kurang dari 2,4 berada di luar

jangkauan percobaan USBR,

maka diputuskanlah untuk mengambil kedalaman konjugasi sebagai kedalaman minimum air hilir dari bak untuk harga ΔH/hc yang lebih kecil dari 2,4. Pengalaman telah menunjukkan bahwa banyak bendung rusak akibat gerusan lokal yang terjadi tepat di sebelah hilirnya dan kadang-kadang kerusakan ini diperparah lagi oleh degradasi dasar sungai. Oleh karena itu, dianjurkan untuk menentukan kedalaman air hilir berdasarkan perkiraan degradasi dasar sungai yang akan terjadi di masa datang.



75

5 4 Δ h ( ) T m i n = 1. 7 h c

3

0. 3 3

h c

5 Δ h 0. 21

) T m i n =1. 8 8( hc hc

2

Δh

n i c m h T

1

hc

1

Δ H

= 2.4

2

3

5

4

6

7

8 9 10

20

hc

Gambar 4.24

Batas minimum tinggi air hilir

Dari penyelidikan model terhadap bak tetap, IHE menyimpulkan bahwa pengaruh kedalaman tinggi air hilir terhadap bekerjanya bak sebagai peredam enegi, ditentukan oleh perbandingan h2 /h1 (lihat Gambar 4.25). Jika h2 /h1 lebih tinggi dari 2/3, maka aliran akan menyelam ke dalam bak dan tidak ada efek peredaman yang bisa diharapkan.

3

h2 h1

2

m m a l a d 1 2 h

3 2 / 2 = h h 1

bias yang dipakai

0 0

1 2 h1 dalam m

Gambar 4.25

3

4

5

Batas maksimum tinggi air hilir



hc=2/3 H r r

r r

z

r

q² g

jika 0.5 < 1 1

R

R

D a 2a t

alternatif

L

Gambar 4.26

hc =

76

z < 2.0 hc

t = 2.4 hc + 0.4 z (1) z jika 2.0 < < 15.0 : hc t = 3.0 hc + 0.1 z (2) a = 0.28 hc hc (3) z D=R=L (4) (ukuran dalam m)

Kolam olak menurut Vlugter

4.2.9 Kolam Vlugter Kolam Vlugter, yang detail rencananya diberikan pada Gambar 4.25, telah terbukti tidak andal untuk dipakai pada tinggi air hilir di atas dan di bawah tinggi

muka

air

yang

sudah

diuji

di

laboratorium.

Penyelidikan

menunjukkan bahwa tipe bak tenggelam, yang perencanaannya mirip dengan kolam Vlugter, lebih baik. Itulah sebabnya mengapa pemakaian kolam Vlugter tidak lagi dianjurkan jika debit selalu mengalami fluktuasi misalnya pada bendung di sungai.

4.2.10 Modifikasi Peredam Energi Ada beberapa modifikasi peredam energi tipe Vlugter, Schoklizt yang telah dilakukan penelitiannya dan dapat digunakan dalam perencanaan dengan mengacu RSNI T-04-2002 dapat digunakan antara lain adalah tipe-tipe MDO, MDS. Peredam energi tipe MDO terdiri dari lantai datar, di ujung hilir lantai dilengkapi dengan ambang hilir tipe gigi ompong dan dilengkapi dengan rip rap. Sedangkan peredam energi tipe MDS terdiri dari lantai datar, di ujung hilir lantai dilengkapi dengan ambang hilir tipe gigi ompong ditambah dengan bantalan air dan dilengkapi dengan rip rap. Bantalan air



77

yang dimaksud di sini adalah ruang di atas lantai disediakan untuk lapisan air sebagai bantalan pencegah atau pengurangan daya bentur langsung batu gelundung terhadap lantai dasar peredam energi. Sebelum mendesain type ini perlu ditentukan terlebih dahulu nilai parameter : a) tipe mercu bendung harus bentuk bulat dengan satu atau dua jari-jari. b) permukaan tubuh bendung bagian hilir dibuat miring dengan perbandingan kemiringan 1 : m atau lebih tegak dari kemiringan 1 : 1. c)

tubuh bendung dan peredam energi harus dilapisi dengan lapisan tahan aus.

d) elevasi dasar sungai atau saluran di hilir tubuh bendung yang ditentukan, dengan memperhitungkan kemungkinan terjadinya degradasi dasar sungai. e) elevasi muka air hilir bendung yang dihitung, berdasarkan elevasi dasar sungai dengan kemungkinan perubahan geometri badan sungai. Selain parameter di atas kriteria desain yang disyaratkan yaitu : a) tinggi air udik bendung dibatasi maksimum 4 meter; b) tinggi pembendungan (dihitung dari elevasi mercu bendung sampai dengan elevasi dasar sungai di hilir) maksimum 10 meter. Dalam hal tinggi air udik bendung lebih dari 4 meter dan atau tinggi pembangunan lebih dari 10 meter tata cara peredam energi tipe MDO dan MDS ini masih dapat digunakan asalkan dimensinya perlu diuji dengan model test. Penggunaan type MDO dan MDS dapat juga dimodifikasi dan dilakukan pengembangan pemakaiannya.



78

1) dimensi hidraulik peredam energi tipe MDO dapat diterapkan di hilir tubuh bendung dengan bidang miring lebih tegak dari perbandingan 1 : 1. 2) tubuh bendung dengan peredam energi tipe MDO dapat dilengkapi dengan pembilas sedimen tipe undersluice tanpa mengubah dimensi hidraulik peredam energi tipe MDO. Data awal yang harus ditentukan terlebih dahulu adalah : a) debit desain banjir dengan memperhitungkan tingkat keamanan bangunan air terhadap bahaya banjir. b) debit desain penggerusan, dapat diambil sama dengan debit alur penuh. c)

lengkung debit sungai di hilir rencana bendung berdasarkan data geometri-hidrometri-hidraulik morfologi sungai.

Grafik-grafik yang dipakai dalam desain hidraulik bendung dengan kelengkapannya, meliputi : a) grafik pengaliran melalui mercu bendung dapat dilihat dalam grafik MDO-1 pada lampiran A1 (RSNI T-04-2002) b) grafik untuk mengetahui bahaya kavitasi di hilir mercu bendung dapat dilihat dalam MDO-1a pada lampiran A2 (RSNI T-04-2002) c) grafik untuk menentukan dimensi peredam energi tipe MDO dan MDS dapat dilihat dalam grafik MDO-2 dan MDO-3 pada lampiran A3 dan A4 (RSNI T-04-2002)

Rumus-rumus yang digunakan dalam desain hidraulik ini meliputi : 1) debit desain persatuan lebar pelimpah : -

untuk bahaya banjir :

qdf = Qdf /Bp

(01)

-

untuk bahaya penggerusan : qdf = Qdp /Bp

(02)

2) dimensi radius mercu bendung = r, : 1.00 m ≤ r ≤ 3.00 m


(03)


79

3) tinggi dan elevasi muka air di udik bendung : Hudp dan Eludp Hudf dan Eludf Eludp = M + H udp, untuk penggerusan Eludf = M + H udf , untuk banjir Hudp dan Hudf dihitung dengan grafik MDO-1 4)

(04)

tinggi terjun bendung : - pada Qdf adalah Zdf = Hudf – Hidf

(05)

- pada Qdp adalah Zdp = Hudp – Hidp

(06)

Hidf dan Hidp diperoleh dari grafik lengkung debit sungai. 5)

parameter energi (E) untuk menentukan dimensi hidraulik peredam energi tipe MDO dan MDS dihitung dengan : Edp = qdp /(g x Zdp3)1/2

6)

(07)

kedalaman lantai peredam energi (Ds) dihitung dengan : Ds = (Ds) (D /D s s)

(08)

D /D s s dicari dengan grafik MDO-2 7) panjang lantai dasar peredam energi (Ls) dihitung dengan : Ls = (Ds) (L /D s s) L /D s s dicari dengan grafik MDO-3 8) tinggi ambang hilir dihitung dengan : a = (0,2 a 0,3) Ds

(10)

9) lebar ambang hilir dihitung : b=2xa

(11)

10) Elevasi Dekzerk tembok pangkal bendung ditentukan dengan : EiDzu = M + Hudf + Fb ; untuk tembok pangkal udik

(12)

EiDzi = M + Hidf + Fb ; untuk tembok pangkal hilir

(13)

Fb diambil : 1.00 meter ≤ Fb ≤ 1.50 meter 11) Ujung tembok pangkal bendung tegak ke arah hilir (Lpi) ditempatkan lebih kurang di tengah-tengah panjang lantai peredam energi:



Lpi = Lp + ½ Ls

80

(14)

12) Panjang tembok sayap hilir (Lsi) dihitung dari ujung hilir lantai peredam energi diambil : Ls ≤ Lsi ≤ 1.5 Ls Tebing sungai yang tidak jauh dari tepi sisi lantai peredam energi, maka ujung hilir tembok sayap hilir dilengkungkan masuk ke dalam tebing sungai. Dan bagi tebing sungai yang jauh dari tepi sisi lantai peredam energi maka ujung tembok sayap hilir dilengkungkan balik ke udik sehingga tembok sayap hilir berfungsi sebagai tembok pengarah arus hilir bendung. Bentuk ini dapat diperhatikan pada contoh gambar dalam lampiran D2. 13) Panjang tembok pangkal bendung di bagian udik (Lpu) bagian yang tegak dihitung dari sumbu mercu bendung : 0.5 Ls ≤ Lpu ≤ Ls

(15)

14) Panjang tembok sayap udik ditentukan : • Bagi tebing sungai yang tidak jauh dari sisi tembok pangkal

bendung, ujung tembok sayap udik dilengkungkan masuk ke tebing dengan panjang total tembok pangkal bendung ditambah sayap udik: 0.50 Ls ≤ Lsu ≤ 1.50 Ls

(16)

• Bagi tebing sungai yang jauh dari sisi tembok pangkal bendung

atau palung sungai di udik bendung yang relatif jauh lebih besar dibandingkan dengan lebar pelimpah bendung maka tembok sayap udik perlu diperpanjang dengan tembok pengarah arus yang panjangnya diambil minimum 2 x Lp

(17)

15) Kedalaman bantalan air pada tipe MDS ditentukan : S = Ds + (1.00 m sampai dengan 2.00 m)


(18)


81

Dengan : Qdf

=

debit desain untuk bahaya banjir (m3/s)

Qdp

=

debit desain untuk bahaya penggerusan (m3/s)

Bp

=

lebar pelimpah (m)

qdf

=

Qdf/Bp (m3/s/m’)

qdp

=

Qdp/Bp (m3/s/m’)

D2

=

tinggi muka air sungai di hilir bendung dengan dasar sungai terdegradasi (m)

r

=

radius mercu bendung diambil antara 1.00 meter sampai dengan 3.00 meter

Hudf

=

Hudp =

tinggi air diatas mercu bendung pada debit desain banjir (m) tinggi

air

diatas

mercu

bendung

pada

debit

desain

penggerusan (m) Hidp =

tinggi air dihilir bendung pada debit desain penggerusan (m)

Hidf

=

tinggi air dihilir bendung pada debit desain banjir (m)

Zdf

=

perbedaan elevasi muka air udik dan hilir pada debit desain banjir (m)

Zdp

=

perbedaan elevasi muka air udik dan hilir pada debit desain penggerusan (m)

Dzu

=

elevasi dekzerk tembok pangkal bendung bagian udik (m)

Dzi

=

elevasi dekzerk tembok pangkal bendung bagian hilir (m)

Fb

=

tinggi jagaan diambil antara 1.00 meter s/d 1.50 meter

E

=

parameter tidak berdimensi

Ls

=

panjang lantai peredam tinggi

Lb

=

jarak sumbu mercu bendung sampai perpotongan bidang miring dengan lantai dasar bendung (m)

Lpi

=

panjang tembok sayap hilir dari ujung hilir lantai peredam energi ke hilir (m)

S

=

kedalaman bantalan air peredam energi tipe MDS (m)



Lpu

=

82

panjang tembok pangkal udik bendung dari sumbu mercu bendung ke udik (m)

Lsu

=

panjang tembok sayap udik (m)

Lpa

=

panjang tembok pengarah arus udik tembok sayap udik (m)

g

=

percepatan / gravitasi

Perhitungan dan penentuan dimensi hidraulik tubuh bendung dan peredam energinya dengan langkah sebagai berikut : 1)

hitung debit desain untuk bahaya banjir dan untuk bahaya penggerusan;

2)

hitung lebar pelimpah bendung efektif;

3)

hitung debit desain persatuan lebar pelimpah;

4)

tentukan nilai radius mercu bendung, r;

5)

untuk nilai radius mercu bendung tersebut; periksa kavitasi di bidang hilir tubuh bendung dengan bantuan grafik MDO 1a, jika tekanan berada di daerah positif pemilihan radius mercu bendung; diijinkan;

6) jika tekanan berada di daerah negatif, tentukan nilai radius mercu bendung yang lebih besar dan ulangi pemeriksaan kavitasi sehingga tekanan berada di daerah positif; 7)

hitung elevasi muka air udik bendung dengan bantuan grafik MDO-1;

8)

hitung tinggi terjun bendung, Z;

9)

hitung parameter tidak berdimensi, E;

10) hitung kedalaman lantai peredam energi, Ds; 11) hitung nilai panjang lantai datar, Ls; 12) tentukan tinggi bantalan air, S, untuk peredam energi tipe MDS; 13) tetapkan tinggi ambang hilir dan lebarnya, a dan b; 14) tentukan tata letak, elevasi puncak, panjang, kemiringan dan kedalaman tembok pangkal bendung;



83

15) tentukan tata letak, elevasi puncak, panjang, kemiringan dan kedalaman tembok sayap hilir; 16) tentukan tata letak, elevasi puncak, panjang, kemiringan dan kedalaman tembok sayap udik; 17) tentukan tata letak, elevasi puncak, panjang, kemiringan dan kedalaman tembok pengarah arus; 18) lengkapi laki-laki tembok sayap hilir dan di hilir ambang hilir peredam energi dengan rip rap.

Gambar 4.27

Potongan memanjang bendung tetap dengan peredam energi tipe MDO

Gambar 4.28

Potongan memanjang bendung tetap dengan peredam energi tipe MDS



84

Untuk grafik-grafik yang dipakai akan diberikan pada gambar berikut :

Gambar 4.29 Grafik MDO – 1 Pengaliran melalui mercu bendung

Gambar 4.30 Grafik MDO – 1a Penentuan bahaya kavitasi di hilir mercu bendung



Gambar 4.31 Grafik MDO – 2 Penentuan kedalaman lantai peredam energi

Gambar 4.32 Grafik MDO – 3 Penentuan panjang lantai peredam energi


85


86

4.3 Bendung gerak Pada umumnya bendung gerak adalah bangunan yang sangat rumit dan harus direncana oleh ahli-ahli yang berpengalaman dibantu oleh ahli-ahli di bidang hidrolika, teknik mekanika dan konstruksi baja.

4.3.1 Pengaturan muka air Bendung gerak dibangun untuk memenuhi keperluan muka air normal dalam rangka pengambilan dan mengurangi efek genangan akibat muka air banjir yang diakibatkannya. Prinsip pembangunan bendung gerak seperti ini membawa implikasi pengaturan muka air banjir sebagai berikut : a) Muka air banjir tetap Muka air banjir dipertahankan tetap, baik sebelum maupun sesudah pembangunan. Kalau lebar efektif bendung gerak dipertahankan

sama

dengan

lebar

sungai

asli

sebelum

pembangunan maka elevasi ambang tubuh bendung dibut sama dengan elevasi dasar sungai. Dalam keadaan ini tidak ada penumpukan sedimen di depan bendung, diperlukan peredam energi lebih sederhana dan seluruh tekanan

hidrodinamis

air

pada

kondisi

muka

air

normal

dilimpahkan sepenuhnya ke pintu air. Namun demikian untuk kemudahan operasi dan pemeliharaan pintu, dimensi pintu air dibatasi sesuai dengan tipenya. b) Muka air banjir berubah Karena pertimbangan tertentu muka air banjir dimungkinkan lebih tinggi dibanding dengan muka air banjir sebelum pembangunan. Elevasi ambang tubuh bendung dibuat lebih tinggi dari elevasi dasar sungai asli, dengan maksud mengurangi beban tekanan



87

hidrodinamis air pada pintu. Kombinasi tinggi tubuh bendung dan pintu air dijelaskan pada sub bab 4.3.4. Dalam keadaan ini penumpukan sedimen didepan bendung diatur sedemikian, sehingga tidak ada sedimen yang masuk ke intake dan tidak ada penumpukan sedimen di atas mercu tubuh bendung yang dapat menganggu operasional pintu.

4.3.2 Tata letak Bendung gerak harus memiliki paling sedikit 2 bukaan, agar bangunan itu tetap dapat berfungsi, jika salah satu pintu rusak. Karena alasan itu pula, bangunan ini harus aman pada waktu mengalirkan debit maksimum sementara sebuah pintu tidak berfungsi. Ada dua kriteria saling bertentangan yang mempengaruhi lebar total bendung gerak, yakni: (1)

Makin tinggi bangunan, makin melonjak harga pintu dan pilar, dengan alasan ini lebih disukai kalau bangunan itu dibuat lebih lebar, bukan lebih tinggi;

(2)

kapasitas lolosnya sedimen akan lebih baik pada bangunan yang lebih sempit serta kecepatan aliran yang lebih tinggi.

Dalam kasus-kasus tertentu, mungkin akan menguntungkan untuk merencanakan

bangunan

campuran:sebagian

bendung

gerak

dan

sebagian bendung tetap. Hal-hal semacam itu mungkin terjadi jika bangunan dibuat di: (1)

sungai yang sangat lebar dengan perbedaan yang besar antara debit rendah dan debit puncak atau

(2)

sungai dengan dasar air normal yang sempit tetapi bantaran lebar, yang digunakan jika harus mengalirkan banjir tinggi.

Dalam perencanaan harus diandaikan bahwa dalam keadaan kritis sebuah pintu akan tersumbat dalam posisi tertutup.



88

Bila pintu dibuat terlalu lebar, maka akan sulit untuk mengatur muka air. Kalau dibuat lebih banyak bukaan, maka aliran mudah diarahkan agar sedimen tidak masuk ke pengambilan.

4.3.3 Pintu Ada banyak tipe pintu : (a)

Pintu sorong dipakai dengan tinggi maksimum sampai 3 m dan lebar tidak lebih dari 3 m. Pintu tipe ini hanya digunakan untuk bukaan kecil, karena untuk bukaan yang lebih besar alat-alat angkatnya akan terlalu berat untuk menangggulangi gaya gesekan

pada

sponeng. Untuk bukaan yang lebih besar dapat dipakai pintu rol, yang mempunyai keuntungan tambahan karena di bagian atas terdapat lebih sedikit gesekan, dan pintu dapat diangkat dengan kabel baja atau rantai baja. Ada dua tipe pintu rol yang dapat dipertimbangkan, yaitu pintu Stoney dengan roda yang tidak dipasang pada pintu, tetapi pada kerangka yang terpisah;dan pintu rol biasa yang dipasang langsung pada pintu. (b)

Pintu rangkap (dua pintu) adalah pintu sorong / rol yang terdiri dari dua pintu, yang tidak saling berhubungan, yang tidak dapat diangkat atau diturunkan. Oleh sebab itu, pintu-pintu ini dapat mempunyai debit melimpah (overflowing discharge ) dan debit dasar (bottom discharge ). Keuntungan dari pemakaian pintu ini adalah dapat dioperasikan dengan alat angkat yang lebih ringan. Contoh khas dari tipe ini adalah tipe pintu segmen ganda (hook type gate ). Pintu ini dipakai dengan tinggi sampai 20 m dan lebar sampai 50 m.

(c)

Pintu segmen atau radial memiliki keuntungan bahwa tidak ada gaya gesekan yang harus diperhitungkan. Oleh karena itu, alat-alat angkatnya bisa dibuat kecil dan ringan. Sudah biasa untuk memberi



89

pintu radial kemungkinan mengalirkan air melalui puncak pintu, dengan jalan menurunkan pintu atau memasang katup/tingkap gerak pada puncak pintu. Debit diatas ini bermanfaat untuk menggelontor benda-benda hanyut di atas bendung. (d)

Dalam memilih dan merencanakan pintu untuk bendung gerak harus memperhatikan 3 (tiga) hal penting yaitu: (1)

Justifikasi teknis, sosial dan ekonomi dalam menentukan kombinasi tinggi tubuh bendung dan tinggi pintu air. Tinggi pembendungan air sungai dibagi menjadi dua yaitu bagian tinggi pembendungan bawah yang ditahan oleh tubuh bendung dan bagian tinggi pembendungan atas yang ditahan oleh

pintu

air.

Kombinasi

keduanya

ditentukan

oleh

pertimbangan teknis, sosial dan ekonomi. Tubuh bendung yang tinggi menyebabkan volume tubuh bendung yang besar, pondasi yang kuat, kolam olak yang mahal, elevasi muka air banjir dan tanggul penutup lebih tinggi, kemungkinan timbulnya permasalahan resetlement penduduk akibat elevasi muka air banjir yang tinggi; relative biaya pembangunan tubuh bendung dan kolam olak lebih mahal.

Sebagai

mengakibatkan

kombinasinya pintu

ringan,

pintu alat

air

yang

rendah

penggerak

pintu

berkapasitas rendah, biaya operasional pintu lebih murah. Namun sebaliknya tubuh bendung yang rendah menyebabkan volume tubuh bendung yang kecil, pondasi lebih ringan, kolam olak relatif murah, elevasi muka air banjir dan tanggul penutup lebih rendah, tidak ada permasalahan resetlement penduduk akibat elevasi muka air banjir; relative biaya pembangunan tubuh bendung dan kolam olak lebih murah.



90

Sebaliknya kombinasinya pintu air yang tinggi mengakibatkan pintu berat, diperlukan alat penggerak pintu berkapasitas tinggi, biaya operasional pintu lebih mahal. (2)

Kemudahan dan keamanan operasional pintu. Pintu yang ringan tetapi memiliki kekakuan cukup sangat diperlukan agar pintu tidak mudah melendut dan bergetar bila terkena

tekanan

dan

arus

air,

sehingga

memudahkan

pengoperasian dan pintu tidak cepat rusak. (3)

Biaya operasional dan pemeliharaan (O – P) yang rendah Pintu yang berat memerlukan pasokan daya listrik besar untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik yang kuat pada saat mengangkat pintu, dan mengingat mahalnya harga listrik maka akan berdampak pada peningkatan biaya operasi. Disamping itu pintu yang terlalu besar memerlukan biaya pelumasan dan pengecatan pintu yang relatif lebih besar.



Pintu sorong

Pintu stoney

Pintu riol

Pintu segmen atau radial Gambar 4.33

91

Dua pintu ( segmen ganda )

Pintu segmen atau radial dengan katup katup

Macam-macam tipe pintu bendung gerak vertikal

4.3.4 Bangunan Pelengkap Bendung Gerak Bendung gerak selalu dilengkapi dengan bangunan-bangunan lain seperti bangunan peredam energi, bangunan pangkal bendung, pelindung tebing dan pelindung dasar sungai. Dalam pemilihan tipe peredam energi supaya memperhatikan besarnya debit rencana serta beda tinggi muka air dihulu dan hilir kondisi dasar sungai berupa batuan keras, batuan lunak atau endapan material serta kemungkinan terjadinya penggerusan. Pada bendung gerak ada 2 (tipe) lantai dasar sebagai tempat tumpuan pintu sorong atau pintu radial yaitu:



(a)

92

Lantai dasar (crest (crest ) yang tinggi biasanya maksimum 0,5 m tingginya dari dasar sungai dipilih bila diperlukan pembendungan untuk menahan batu-batu yang terbawa arus sungai sehingga batu-batu tersebut tidak mempersulit penutupan pintu karena batu-batu itu akan mengganjal pintu bila terjadi penutupan pintu sehingga pintu menjadi cepat rusak, biasanya untuk sungai dengan material berupa kerikil dan kerakal diperlukan lantai dasar bendung gerak yang tebal dan kuat untuk mengatasi gaya angkat air (up ( up lift ) dan sebagai tumpuan bagi beban pintu yang berat.

(b)

Lantai dasar rendah: -

Lantai dasar (crest (crest ) yang rendah dipilih apabila kemiringan dasar sungai atau elevasi dasar sungai akan dipertahankan tetap seperti semula.

-

Gaya angkat air tidak terlalu besar dan pintu tidak terlalu berat sehingga tidak memerlukan lantai atau dudukan pintu yang tebal dan kuat.

-

Peredam energi yang di pilih dapat lebih sederhana.

Peralatan penggerak atau pengatur pintu ditempatkan diatas pilar-pilar berupa motor penggerak dan terpisah untuk tiap-tiap pintu dengan sistim kendali (kontrol) yang terpusat pada bangunan pengendali yang terletak tidak jauh dari lokasi bendung dan disekitar hulu bendung, dimana pintu pintu tersebut dapat dioperasikan secara bersamaan atau satu persatu.

4.4 Bendung Karet 4.4.1 Lebar Bendung Lebar bendung supaya diupayakan sama dengan lebar normal alur sungai dan dibatasi oleh kemampuan produsen tabung karet dan kemudahan pengangkutan bahan tabung karet ke lokasi.



93

Lantai hilir Ruang Petugas Pompa & Ruang genset kontrol Instrumen otomatisasi

Pilar

Tubuh be bendung

Tubuh bendung

Jembatan penyeberangan Lantai hulu

Bangunan pengamb pengambililan an Saluran pembilas

Gambar 4.34

Tata letak dan Komponen Bendung Karet

Jembatan

Pilar Lantai hulu

Gambar 4.35

Tubuh bendung Fondasi

Lantai hilir

Potongan Melintang Bendung Karet

4.4.2 Perencanaan Mercu (Tabung Karet) Secara hidrolis bendung karet harus memiliki taraf muka air yang direncanakan dan dapat dikempiskan secara cepat bila terjadi banjir, tinggi bendung karet umumnya tidak melebihi 5 m karena konstruksi bendung karet dengan tinggi lebih dari 5 m sudah tidak efisiensi lagi. Mercu bendung diletakkan pada elevasi yang diperlukan untuk pelayanan



94

muka air pengambilan atau didasarkan pada perhitungan bagi penyediaan volume tampungan air dihilir bendung.

Debit limpasan pada pembendungan maksimum Total debit limpasan pada pembendungan maksimum dihitung dengan rumus : Qw = Cw L h1

3/2

dengan : Qw

adalah debit limpasan pada pembendungan maksimum (m3 /s)

Cw

adalah koefisien limpasan (m1/2 /s),

L

adalah panjang bentang bendung (m),

h1

adalah tinggi pembendungan maksimum (m).

Besarnya Cw bisa didekati dengan rumus: Cw = 1,77 (h1 /H) + 1,05 (untuk 0 < h1 /H < 0,3)

Debit spesifik pada V-Notch Debit pada V-notch dihitung dengan asumsi karet pada pusat V-notch mengempis

total,

sedangkan

di

bagian

lain

masih

mengembang

sempurna. Sementara itu, muka air hulu sama dengan muka air pada pembendungan maksimum. Besarnya debit dihitung dengan rumus: q V = Cv (H+h1)3/2 dengan: qv

adalah debit spesifik pada V-notch (m3 /s)

Cv

adalah koefisien aliran yang bisa diambil 1,38 (m1/2 /s)

H

adalah tinggi bendung (m)

h1

adalah tinggi pembendungan maksimum (m)

q V

= debit limpasan pada pembendungan maksimum



95

Aliran di luar V-Notch qw

Aliran pada V-Notch qv

h1

He

H

Hi

Gambar 4.36

Penampang lintang pada pusat V-notch

Aliran di luar V-Notch qw

h1

Aliran pada V - Notch qv

H

Gambar 4.37

d u n g h b e n u b u t n c a k s i p u m u s A

Tampak Depan Tabung Karet yang alami V-notch

4.4.3 Pembendungan Pada

bendung

karet

tinggi

pembendungan

harus

dibatasi

untuk

menghindari terjadinya: (a) Ancaman banjir didaerah hulu (b)

Peningkatan energi terjunan yang berlebihan

(c) Vibrasi yang akan merusak tabung karet Kedalaman air diatas mercu ditetapkan tidak melebihi 0,3 H dengan H adalah tinggi bendung. Kedalaman air diatas mercu maksimum ini menentukan elevasi muka air pengempisan yang merupakan batas muka air tertinggi karena bendung karet harus sudah dikempiskan.



96

4.4.4 Penampungan dan Pelepasan Untuk penampungan dan pelepasan air dilakukan dengan pengisian udara pada tabung karet sehingga terjadi pengembangan tabung karet karena adanya pengempangan, pada bendung dengan volume tampungan yang besar dengan debit yang relatif kecil, pengisian tampungan memerlukan waktu yang lama untuk menghindari pelepasan volume tampungan yang besar, pengempangan dapat dilakukan secara bertahap.

4.4.5 Peredaman Energi Limpasan air diatas mercu bendung menimbulkan terjunan dan olakan dihilir bendung karet yang menyebabkan terjadinya gerusan lokal. Olakan dihilir bendung berupa loncatan air yang tempatnya dapat diperkirakan dengan analisa hidrolis. Loncatan air ini akan menimbulkan olakan air yang akan menggerus dasar sungai sehingga mengakibatkan terganggunya stabilitas bendung. Untuk menghindari gangguan ini diperlukan perlindungan dasar sungai berupa lantai dari beton atau pasangan batu untuk meredam sisa energi loncatan air.

4.4.6 Panjang Lantai Hilir Bendung (a)

Hitungan panjang air loncat dilakukan dengan asumsi loncatan air sempurna dengan panjang loncat air L j akibat peralihan dari aliran superkritik ke aliran subkritik. L j = 6 (Y i – Y 1)



97

yi yl

yo

Ls Gambar 4.38

Lj

Loncat air di hilir bendung karet

Karena dasar sungai yang harus dilindungi adalah dari bendung sampai ujung hilir air loncat maka dapat dirumuskan sebagai: Lhi = Lt + L j + Lo L

o

LI

L Ii

H

yi

Lt

Lj 1

Gambar 4.39

(b)

Sketsa panjang lantai hilir untuk yi besar

Kolam Loncat Air Panjang kolam loncat air menjadi berkurang dari panjang bebas loncatan tersebut karena adanya ambang ujung (end sill) dan ditempatkan pada jarak: Lj = 5 (μ + Y 2)

di mana: L j = panjang kolam, m μ = tinggi ambang ujung, m

Y 2 = kedalaman air di atas ambang, m Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


4.5

98

Pompa

4.5.1 Tata letak Dalam pemilihan lokasi rumah/stasiun pompa harus memperhatikan beberapa faktor-faktor penting, yaitu: -

Dapat melakukan pengambilan air secara maksimum pada muka air rendah atau muka air tinggi.

- Air tidak mengandung banyak bahan sedimen - Air tidak mambawa bahan hanyutan berupa sampah atau kayu - Ada

jalan

masuk

(akses)

untuk

melakukan

pekerjaan

konstruksi/instalasi dan kegiatan operasi pemeliharaan ( O & P ), -

Terlindung dari banjir

-

Terletak pada tanah yang stabil

-

Rumah/stasiun pompa dapat dikombinasikan dengan bangunan utama yang lain-lain seperti waduk, bendung biasa atau bendung gerak.

4.5.2 (a)

Bangunan pelengkap pompa

Bangunan hidrolis yang terdiri dari bangunan pengambilan, pintupintu, kantong lumpur termasuk bangunan pembilas diperlukan untuk mengurangi bahan endapan. Bangunan ini diperlukan mengingat air sungai banyak mengandung sedimen membuat pompa akan bekerja lebih berat dan mengakibatkan motor penggerak kipas menjadi lebih cepat panas dan mudah terbakar.

(b)

Pompa harus terlindung dari panas matahari dan hujan agar tidak cepat rusak, untuk itu harus dibuat rumah pelindung atau rumah pompa/stasiun pompa yang konstruksinya cukup kuat terhadap getaran pompa, gempa dan tahan kebakaran.

(c)

Bangunan generator diperlukan untuk meletakkan mesin generator dan tangki bahan bakar.



(d)

99

Gudang penyimpanan suku cadang, bahan pelumas, bahan bakar dan generator termasuk suku cadangnya terletak tidak jauh dari rumah pompa/stasiun pompa dan ada jalan dari gudang ke rumah pompa untuk keperluan kemudahan operasi dan pemeliharaan ( O & P ) pompa.

4.5.3 Tenaga pompa Tenaga yang diperlukan untuk mengangkat air dalam suatu satuan waktu adalah: HP =

Qh

76

di mana: HP = tenaga kuda (Horse Power) Q

= debit, I/dt

H

= gaya angkat vertikal, m

Kombinasi dengan efisiensi pompa menghasilkan: WHP = BHP x efisiensi

=

Q h Ep

76

di mana: WHP

= tenaga yang dihasilkan (tenaga air) dalam satuan tenaga kuda (HP)

BHP

= tenaga yang dipakai (penahan) dalam satuan HP

Ep

= persentase efisiensi



° 5 1 = ° 3 0 ° 5 4

0.80 0.70

a p

a

h1

9 0 °

0.60

a 1 3 h1 /a

Gambar 4.40

5

7

87 65 4 3.5 3 2.5

0.70

° 6 0

° 7 5

0.50

0.80

h1

100

9

a

11 13

0.60 h1 /a = 2.5 0.50

b 0

30°

60°

90°

Koefisien debit μ untuk permukaan pintu datar atau lengkung

Efisiensi untuk pompa yang dioperasikan dengan baik adalah sekitar 75 persen dan untuk mesin 90 persen, memberikan efisiensi total sekitar 65 persen. Gambar 4.42 memperlihatkan berbagai tipe pompa serta karakteristik debitnya. Efisiensi mesin yang dipakai akan berkurang dalam hal-hal berikut (lihat Tabel 4.3)

Tabel 4.3

Berkurangnya efisiensi mesin

Berkurangnya efisiensi (%) 1.

Untuk tiap ketinggian 300 m di atas permukaan laut

3

2.

Jika temperatur pada waktu eksploitasi di atas 180C

1

3.

Untuk perlengkapan yang menggunakan alat penukar panas

5

4.

Radiator, kipas (fan)

5

5.

Untuk operasi dengan beban terus-menerus

20

6.

Kehilangan tenaga pada alat transmisi (Drive losses) 0 – 15


Perencanaan Hidrolis Kecepatan Spesifik

Ns =

Tipe Pompa

Karakteristik tinggi energi debit

rpm gpm *)

(a)

500

(b)

1000

(c)

2000

(d)

3000

(e)

5000

(f)

10.000

*)

Potongan Melintang

101

H

34

Sentrifugal (aliran radial) radial)

Tinggi energi en ergi besar Debit kecil

Francis

Tinggi energi en ergi dan Debit sedang

aliran campuran Aliran turbin (aliran sumber)

Tinggi energi en ergi rendah Debit besar

rpm = putaran per menit gpm = galon per menit (0,075 lt/dt) H = angkatan ke atas/ kaki (0,3048 m)

Gambar 4.41

Variasi dalam perencanaan roda sudut (impeller), kecepatan spesifik dan karakteristik tinggi energi-debit pompa

Tabel 4.4 memberikan jumlah kebutuhan bahan bakar maksimum untuk sebuah instalasi pompa yang baik, yang mempunyai efisiensi pompa sekurang-kurangnya 75% Kapasitas pompa yang diperlukan biasanya dibagi-bagi menjadi sejumlah pompa untuk fleksibilitas eksploitasi dan untuk menjaga jika terjadi kerusakan atau pemeliharaan yang dijadwalkan untuk suatu unit.



102

Biasanya dibuat instalasi tambahan sebagai cadangan. Tipe-tipe stasiun pompa diberikan pada Gambar 4.42

Tabel 4.4

Kebutuhan Bahan bakar Maksimum untuk stasiun pompa yang baik

Bahan Debit Air (m3 /hr)

100

150

200

250

bakar Tinggi

Tenaga

Pro-

(m)

air

20

7,5

4,2

50

18,5

70

Diesel

pane

bensin /

Gas

Traktor

alam

Listrik

2,7

3,5

350

8,5

10,5

6,2

8,5

860

21

26,0

14,7

9,0

11,7

1200

29

20

11

6,2

3,7

5,2

510

12,5

50

28

15,7

9,5

13,0

1290

32

70

39

22,0

13,5

18,2

1800

44

20

15

8,5

5,2

6,7

690

17

50

37

21,0

12,5

16,5

1710

42

70

52

29,5

17,7

23,5

2400

59

20

19

10,7

6,5

8,5

880

22

50

16,5

26,5

16,0

21,0

2150

53

70

65

36,7

22,2

20,2

3000

73



103

Katup Peralatan pembersih kisi-kisi penyaring

Saluran Balok pengangkat

kisi-kisi penyaring

Motor Pipa tekan

Pompa

Gambar 4.32 Tipe - tipe stasiun pompa tinggi energi rendah

Gir siku Motor Motor Saluran

Pintu katup

Pompa

Gambar 4.42

Saluran

Pompa

Tipe-tipe stasiun pompa tinggi energi rendah

4.6 Bendung Saringan Bawah 4.6.1 Tata letak Bendung saringan bawah atau bendung Tyroller (lihat Gambar 4.43) dapat

direncana

dengan

berhasil

di

sungai

yang

kemiringan

memanjangnya curam, mengangkut bahan-bahan berukuran besar dan memerlukan bangunan dengan elevasi rendah. Dalam perencanaannya hal-hal berikut hendaknya dipertimbangkan: 1)

Bendung saringan bawah tidak cocok untuk sungai yang fluktuasi bahan angkutannya besar. Sungai di daerah-daerah gunung api muda dapat mempunyai agradasi dan degradasi yang besar dalam jangka waktu singkat.



2)

104

Dasar sungai yang rawan gerusan memerlukan pondasi yang cukup dalam.

3)

Bendung harus direncana dengan seksama agar aman terhadap rembesan.

4)

Konstruksi saringan hendaknya dibuat sederhana, tahan benturan batu dan mudah dibersihkan jika tersumbat.

5)

Bangunan

harus

dilengkapi

dengan

kantong

lumpur/pengelak

sedimen yang cocok dengan kapasitas tampung memadai dan kecepatan aliran cukup untuk membilas partikel, satu di depan pintu pengambilan dan satu di awal primer. 6)

Harus dibuat pelimpah yang cocok di saluran primer untuk menjaga jika terjadi kelebihan air.

Pintu pengambilan

Saluran primer

Pintu darurat

Saluran dengan baja batangan di bagian atas

Bangunan pembilas pembilas

Gambar 4.43

Tipe-tipe tata letak bendung saringan bawah



105

Perencanaan saringan dan saluran akan didasarkan pada kebutuhan pengambilan

serta

kecepatan

yang

dibutuhkan

untuk

mencegah

masuknya sedimen ke dalam saluran bertekanan. Panjang saringan ke arah aliran di sungai yang diperlukan untuk mengelakkan air dalam jumlah tertentu per meter lebar bendung, ditentukan dengan rumus di bawah ini (lihat Gambar 4.34). Rumus ini dijabarkan dengan mengandaikan garis energi horisontal di atas saringan dan permukaan air eliptik. L = 2.561 di mana:

q0

λ h1

L = panjang kerja saringan ke arah aliran, m q = debit per meter lebar, m3 /dt.m λ = Ρ μ

2 g cos θ

Ρ = n/m (untuk n dan m lihat Gambar 4.34)

μ = 0,66 Ρ-0,16 (

m h1

) 0,13 unt 0,3 <

m h1

< 5,0

g = percepatan gravitasi, m/dt (≈ 9,8) θ = kemiringan saringan, derajat

h1= c. 2/3 H H= kedalaman energi di hulu saringan, m. Untuk c lihat Tabel 4.5.



106

garis energi

H

n

q

h1

q o

L l

Gambar 4.44

Tabel 4.5

m

Q

potongan melintang jeruji kisi-kisi penyaring

Hidrolika saringan bawah

Harga-harga c yang bergantung kepada kemiringan saringan (Frank)

θ0

c

θ0

c

0

1,0

14

0,879

2

0,980

16

0,865

4

0,961

18

0,851

6

0,944

20

0,837

8

0,927

22

0,825

10

0,910

24

0,812

12

0,894

26

0,800

Debit dalam saluran bertekanan, dapat dijelaskan dengan rumus berikut (lihat Gambar 4.35)

dh dx

I s − I e − =

(1 −

Q

Q gA

2

gA

3

⋅

2

dA dh

⋅q )

yang menghasilkan:


Perencanaan Hidrolis 2

Δ h = h2 – h1

Q2 − Q1

= (Is – Ie) Δ x -

2g

2

2

A1 + A2

2

-

v2 − v1

107

2

2g

2

Kecepatan minimum dalam saluran bertekanan dapat ditemukan dari diameter maksimum sedimen yang akan dibiarkan bergerak (rumus didasarkan pada rcr = 0,047d, Meyer-Peter): v2 ≥ 32 (

h d

) 1/3 d

v = kecepatan, m/dt h = kedalaman air, m d = diameter butir, m q

1

2 Ie Iw

Q1=A1.V1

Ie.Δ x h Δ

h1

Is. Δ x

Is

α.

h2 Q2=A2.V2

x

ΔX

= X2 - X1

X1

Gambar 4.45

X2

Aliran bertekanan

Kemiringan yang termasuk dalam kecepatan ini adalah: 9/7

I = 0.20

= h2-h1

d q

6/7

di mana: I = kemiringan energi, m/m d = diameter butir, m q = v.h,m3 /dt.m



108

v = kecepatan aliran, m/dt h = kedalaman air, m.

4.6.2 Bangunan Pelengkap Pelengkap Bendung Bendung Saringan Bawah Mengingat bendung ini cocok dibangun disungai dengan kemiringan memanjang yang curam, maka tubuh bendung harus kuat dan stabil mengatasi tekanan sedimen ukuran besar seperti pasir, kerakal dan tekanan hidrodinamis air yang besar akibat kecepatan tinggi yang mendekati kecepatan kritis. Untuk itu diperlukan pondasi yang dalam dan kuat. (a)

Untuk menghindari masuknya sedimen ke dalam saluran, perlu dilengkapi kantong lumpur pada bangunan utama. Mengingat banyaknya sedimen dari ukuran besar sampai kecil sebaiknya dilakukan dua kali pengurasan. Satu penguras di depan pengambilan dan satu di awal saluran primer. Dengan cara seperti ini diharapkan kandungan sedimen dalam air yang mengalir di jaringan irigasi melalui seperti saluran induk menjadi minimal.

(b)

Tembok pangkal bendung pada kedua sisi harus kokoh karena berfungsi sebagai pemegang tubuh bendung dari tekanan air yang kuat dan juga berfungsi sebagai tembok penahan tebing dari kelongsoran.

(c)

Jeruji besi harus dilas pada dudukan plat besi yang dijangkar (angker) dengan kedalaman minimal 40 cm dengan ujung jangkar dibengkokkan minimal 5 cm. Jeruji besi dipilih dari profil besi baja I, dan atau H, dengan kekakuan cukup sehingga tidak mudah melendut.

(d)

Pintu pengambilan dan pintu penguras harus cukup kuat menahan tekanan sedimen serta mudah pengoperasiannya dan tidak bocor.



109

4.7 Pengambilan Bebas Pengambilan dibuat di tempat yang tepat sehingga dapat mengambil air dengan baik dan sedapat mungkin menghindari masuknya sedimen. Terlepas dari pemilihan lokasi pengambilan yang benar di sungai, masuknya sedimen dipengaruhi oleh sudut antara pengambilan dan sungai, penggunaan dan ketinggian ambang penahan sedimen (skimming (skimming wall ), ), kecepatan aliran masuk dan sebagainya. Gambar 4.46 menunjukkan sebagian dari penyelidikan model yang dilakukan oleh Habermaas yang memperlihatkan pengaruh situasi-jari-jari tikungan

sungai,

derajat

tikungan,

posisi

pengambilan-terhadap

pembagian sedimen layang pada pengambilan dan sungai. 250

50 46

pengambilan 100 22

0 0 3 ° = 0 3 R 1 0 0 0

78% s u n g a i 22%

100 ° 62 4 0

R

38% 1 4 4

9 2 2

50%

100 95 5%

6 0

95%

62%

100 0 4 39 2

100 0

= R

11% 4 8 °

Gambar 4.46

50%

0

100 8 1 4 8 ° 50 =

89%

2 6 1 0 ° = R

0% 100%

Penyelidikan model Habermaas, yang memperlihatkan banyaknya sedimen yang masuk ke dalam pengambilan



Tinggi muka air untuk aliran tenggelam Aliran tak tenggelam

v1 2/2g

sungai

110

H1 h1 a

Gambar 4.47

h2

pengambilan

h2

Pintu aliran bawah

1.0 0.8 0.6 0.4

K

2

3

4

5

6

8

h 1 / a

1 5

1 0

=

2 0

0.2 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

h2/a

Gambar 4.48

Koefisien K untuk debit tenggelam (dari Schmidt)

Agar mampu mengatasi tinggi muka air yang berubah-ubah di sungai, pengambilan harus direncanakan sebagai pintu aliran bawah. Rumus debit yang dapat dipakai adalah (lihat Gambar 4.28): Q = K μ a B

2 gh1

di mana: Q

= debit, m3 /dt

K

= faktor untuk aliran tenggelam (lihat Gbr. 4.29)

μ

= koefisiensi debit (lihat Gambar 4.30)

a

= bukaan pintu, m

B

= lebar pintu, m



g

111


h1 = kedalaman air di depan pintu di atas ambang,m Pengambilan bebas sebaiknya diseliki dengan model agar pengambilan itu dapat ditempatkan di lokasi yang tepat supaya jumlah sedimen yang masuk dapat diusahakan sesedikit mungkin.


Bangunan Pengambilan dan Pembilas

5

112

BANGUNAN PENGAMBILAN DAN PEMBILAS

5.1 Tata letak

Bangunan pengambilan berfungsi untuk mengelakkan air dari sungai dalam jumlah yang diinginkan dan bangunan pembilas berfungsi untuk mengurangi sebanyak mungkin benda-benda terapung dan fraksi-fraksi sedimen kasar yang masuk ke jaringan saluran irigasi. Pengambilan sebaiknya dibuat sedekat mungkin dengan pembilas dan as bendung atau bendung gerak. Lebih disukai jika pengambilan ditempatkan di ujung tikungan luar sungai atau pada ruas luar guna memperkecil masuknya sedimen. Bila dengan bendung pelimpah air harus diambil untuk irigasi di kedua sisi sungai, maka pengambilan untuk satu sisi (kalau tidak terlalu besar) bisa dibuat pada pilar pembilas, dan airnya dapat dialirkan melalui siphon dalam tubuh bendung ke sisi lainnya (lihat juga Gambar 1.3). Dalam kasus lain, bendung dapat dibuat dengan pengambilan dan pembilas di kedua sisi. Kadang-kadang tata letak akan dipengaruhi oleh kebutuhan akan jembatan. Dalam hal ini mungkin kita terpaksa menyimpang dari kriteria yang telah ditetapkan. Adalah penting untuk merencanakan dinding sayap dan dinding pengarah, sedemikian rupa sehingga dapat sebanyak mungkin dihindari dan aliran menjadi mulus (lihat juga Gambar 4.14). Pada umumnya ini berarti bahwa lengkung-lengkung dapat diterapkan dengan jari-jari minimum ½ kali kedalaman air.

5.2 Bangunan Pengambilan

Pembilas pengambilan dilengkapi dengan pintu dan bagian depannya terbuka untuk menjaga jika terjadi muka air tinggi selama banjir, besarnya bukaan



113

pintu bergantung kepada kecepatan aliran masuk yang diizinkan. Kecepatan ini bergantung kepada ukuran butir bahan yang dapat diangkut. Kapasitas pengambilan harus sekurang-kurangnya 120% dari kebutuhan pengambilan (dimension requirement) guna menambah fleksibilitas dan agar dapat memenuhi kebutuhan yang lebih tinggi selama umur proyek. Rumus dibawah ini memberikan perkiraan kecepatan yang dimaksud: v2 ≥ 32 (

h d

) 1/3 d

di mana: v : kecepatan rata-rata, m/dt h : kedalaman air, m d : diameter butir, m Dalam kondisi biasa, rumus ini dapat disederhanakan menjadi: v ≈ 10 d0.5 Dengan kecepatan masuk sebesar 1,0 – 2,0 m/dt yang merupakan besaran perencanaan normal, dapat diharapkan bahwa butir-butir berdiameter 0,01 sampai 0,04 m dapat masuk. Q = μ b a di mana:

2 gz

Q = debit, m3 /dt μ = koefisiensi debit: untuk bukaan di bawah permukaan air

dengan kehilangan tinggi energi, μ = 0,80 b = lebar bukaan, m a = tinggi bukaan, m g = percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ 9,8) z = kehilangan tinggi energi pada bukaan, m Gambar 5.1 menyajikan dua tipe pintu pengambilan.



p≈ d≈ z≈ n≈ t ≈

0.50 - 1.50 m 0.15 - 0.25 m 0.15 - 0.30 m 0.05 m 0.10 m

t

z a

n

z h

h

a d

p

d p

a Gambar 5.1

114

b

Tipe pintu pengambilan

Bila pintu pengambilan dipasangi pintu radial, maka μ = 0,80 jika ujung pintu bawah tenggelam 20 cm di bawah muka air hulu dan kehilangan energi sekitar 10 cm. Untuk yang tidak tenggelam, dapat dipakai rumus-rumus dan grafik-grafik yang diberikan pada pasal 4.4. Elevasi mercu bendung direncana 0,10 di atas elevasi pengambilan yang dibutuhkan untuk mencegah kehilangan air pada bendung akibat gelombang. Elevasi ambang bangunan pengambilan ditentukan dari tinggi dasar sungai. Ambang direncana di atas dasar dengan ketentuan berikut: -

0,50 m jika sungai hanya mengangkut lanau

-

1,00 m bila sungai juga mengangkut pasir dan kerikil

-

1,50 m kalau sungai mengangkut batu-batu bongkah.

Harga-harga itu hanya dipakai untuk pengambilan yang digabung dengan pembilas terbuka; jika direncana pembilas bawah, maka kriteria ini tergantung pada ukuran saluran pembilas bawah. Dalam hal ini umumnya ambang pengambilan direncanakan 0 < p < 20 cm di atas ujung penutup saluran pembilas bawah.



115

Bila pengambilan mempunyai bukaan lebih dari satu, maka pilar sebaiknya dimundurkan untuk menciptakan kondisi aliran masuk yang lebih mulus (lihat Gambar 5.2). R R=0.5h

R=0.5h

Gambar 5.2

Geometri bangunan pengambilan

Pengambilan hendaknya selalu dilengkapi dengan sponeng skot balok di kedua sisi pintu, agar pintu itu dapat dikeringkan untuk keperluan-keperluan pemeliharaan dan perbaikan. Guna

mencegah

masuknya

benda-benda

hanyut,

puncak

bukaan

direncanakan di bawah muka air hulu. Jika bukaan berada di atas muka air, maka harus dipakai kisi-kisi penyaring. Kisi-kisi penyaring direncana dengan rumus berikut: Kehilangan tinggi energi melalui saringan adalah: Hf = c

v

2

2g s

)4/3 sin δ

di mana:

c = β (

di mana:

hf = kehilangan tinggi energi

b

v = kecepatan dating (approach velocity) g = percepatan gravitasi m/dt2 (≈ 9,8) c = koefisien yang bergantung kepada: β = faktor bentuk (lihat gambar 5.3)

s = tebal jeruji, m L = panjang jeruji, m (lihat Gambar 5.3) Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


116

b = jarak bersih antar jeruji b ( b > 50 mm), m

δ = sudut kemiringan dari horisontal, dalam derajat. s

s

b

s

s

s

b

s

L (l/s = 5) β = 2.24

Gambar 5.3

5.3

β = 1.8

Bentuk – bentuk jeruji kisi-kisi penyaring dan harga – harga β

Pembilas

Lantai pembilas merupakan kantong tempat mengendapnya bahan-bahan kasar di depan pembilas pengambilan. Sedimen yang terkumpul dapat dibilas dengan jalan membuka pintu pembilas secara berkala guna menciptakan aliran terkonsentrasi tepat di depan pengambilan. Pengalaman yang diperoleh dari banyak bendung dan pembilas yang sudah dibangun,

telah

menghasilkan

beberapa

pedoman

menentukan

lebar

pembilas: -

lebar pembilas ditambah tebal pilar pembagi sebaiknya sama dengan 1/6 – 1/10 dari lebar bersih bendung (jarak antara pangkal-pangkalnya), untuk sungai-sungai yang lebarnya kurang dari 100 m.

-

lebar pembilas sebaiknya diambil 60% dari lebar total pengambilan termasuk pilar-pilarnya.

Juga untuk panjang dinding pemisah, dapat diberikan harga empiris. Dalam hal ini sudut a pada Gambar 5.4 sebaiknya diambil sekitar 60 0 sampai 700.



117

W

Tinggi tanggul Tinggi tanggul 0 7 0 6

~ 0.6 w

As Bendung

Gambar 5.4

Geometri pembilas

Pintu pada pembilas dapat direncana dengan bagian depan terbuka atau tertutup (lihat juga Gambar 5.11) Pintu dengan bagian depan terbuka memiliki keuntungan-keuntungan berikut: - ikut mengatur kapasitas debit bendung, karena air dapat mengalir melalui

pintu-pintu yang tertutup selama banjir. - pembuangan benda-benda terapung lebih mudah, khususnya bila pintu

dibuat dalam dua bagian dan bagian atas dapat diturunkan (lihat juga Gambar 5.13c). Kelemahan-kelemahannya: - sedimen akan terangkut ke pembilas selama banjir; hal ini bisa

menimbulkan

masalah,

apalagi

kalau

sungai

mengangkut

banyak

bongkah. Bongkah-bongkah ini dapat menumpuk di depan pembilas dan sulit disingkirkan. - benda-benda hanyut bisa merusakkan pintu. - karena debit di sungai lebih besar daripada debit di pengambilan, maka

air akan mengalir melalui pintu pembilas; dengan demikian kecepatan menjadi lebih tinggi dan membawa lebih banyak sedimen.



118

Sekarang kebanyakan pembilas direncana dengan bagian depan tebuka. Jika bongkah yang terangkut banyak, kadang-kadang lebih menguntungkan untuk merencanakan pembilas samping (shunt sluice), lihat Gambar 5.5. Pembilas tipe ini terletak di luar bentang bersih bendung dan tidak menjadi penghalang jika terjadi banjir.

Saluran Primer Alat Ukur

Gambar 5.5

Pembilas samping

Bagian atas pemisah berada di atas muka air selama pembilasan berlangsung. Untuk menemukan elevasi ini, eksploitasi pembilas tersebut harus dipelajari. Selama eksploitasi biasa dengan pintu pengambilan terbuka, pintu pembilas secara berganti-ganti akan dibuka dan ditutup untuk mencegah penyumbatan. Pada waktu mulai banjir pintu pengambilan akan ditutup (tinggi muka air sekitar 0,50 m sampai 1,0 m di atas mercu dan terus bertambah), pintu pembilas akan dibiarkan tetap tertutup. Pada saat muka air surut kembali menjadi 0,50 sampai 1,0 m di atas mercu dan terus menurun, pintu Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


119

pengambilan tetap tertutup dan pintu pembilas dibuka untuk menggelontor sedimen. Karena tidak ada air yang boleh mengalir di atas dinding pemisah selama pembilasan (sebab aliran ini akan mengganggu), maka elevasi dinding tersebut sebaiknya diambil 0,50 atau 1,0 m di atas tinggi mercu. Jika pembilasan harus didasarkan pada debit tertentu di sungai yang masih cukup untuk itu muka dinding pemisah, dapat ditentukan dari Gambar 5.6. Biasanya lantai pembilas pada pada kedalaman rata-rata sungai. Namun demikian, jika hal ini berarti terlalu dekat dengan ambang pengambilan, maka lantai itu dapat ditempatkan lebih rendah asal pembilasan dicek sehubungan dengan muka air hilir (tinggi energi yang tersedia untuk menciptakan kecepatan yang diperlukan).

Kurve debit pembilas

tinggi dinding pemisah

Kurve debit bendung

.

w h

s h

mercu bendung

Qw dinding pembilas (d.p)

mercu bendung

d.p

Qs

Q1 debit banjir

Gambar 5.6

5.4

Metode menemukan tinggi dinding pemisah

Pembilas bawah

Pembilas bawah direncana untuk mencegah masuknya angkutan sedimen dasar fraksi pasir yang lebih kasar ke dalam pengambilan. “Mulut” pembilas bawah ditempatkan di hulu pengambilan di mana ujung penutup pembilas membagi air menjadi dua lapisan: lapisan atas mengalir ke



120

pengambilan dan lapisan bawah mengalir melalui saluran pembilas bawah lewat bendung (lihat Gambar 5.7) Pintu di ujung pembilas bawah akan tetap terbuka selama aliran air rendah pada musim kemarau pintu pembilas tetap ditutup agar air tidak mengalir. Untuk membilas kandungan sedimen dan agar pintu tidak tersumbat, pintu tersebut akan dibuka setiap hari selama kurang lebih 60 menit. Apabila

benda-benda

hanyut

mengganggu eksploitasi

pintu

pembilas

sebaiknya di pertimbangkan untuk membuat pembilas dengan dua buah pintu, di mana pintu atas dapat diturunkan agar benda-benda hanyut dapat lewat (lihat juga Gambar 5.13c).



121

Aliran ke pengambilan Aliran melalui pembilas bawah Saluran primer B

A

A

DENAH Penutup atas pembilas bawah B

Satu pintu bilas Sponeng untuk Skat balok Pembilas bawah POTONGAN A - A ( 1 )

Dua pintu bilas

Mercu bendung

POTONGAN B - B ( 2 ) Gambar 5.7

Pembilas bawah


POTONGAN A - A ( 2 )


122

Jika kehilangan tinggi energi bangunan pembilas kecil, maka hanya diperlukan satu pintu, dan jika dibuka pintu tersebut akan memberikan kehilangan tinggi energi yang lebih besar di bangunan pembilas. Bagian depan pembilas bawah biasanya direncana di bawah sudut dengan bagian depan pengambilan. Dimensi-dimensi dasar pembilas bawah adalah: -

tinggi saluran pembilas bawah hendaknya lebih besar dari 1,5 kali diameter terbesar sedimen dasar di sungai

-

tinggi saluran pembilas bawah sekurang-kurangnya 1,0 m,

- tinggi sebaiknya diambil 1/3 sampai 1/4 dari kedalaman air di depan

pengambilan selama debit normal. Dimensi rata-rata dari pembilas bawah yang direncanakan dan dibangun berkisar dari: - 5 sampai 20 m untuk panjang saluran pembilas bawah - 1 sampai 2 m untuk panjang tinggi saluran pembilas bawah - 0,20 sampai 0,35 m untuk tebal beton bertulang.

Luas saluran pembilas bawah (lebar kali tinggi) harus sedemikian rupa sehingga kecepatan minimum dapat dijaga (v = 1,0 – 1,5 m/dt). Tata letak saluran pembilas bawah harus direncana dengan hati-hati untuk menghindari sudut mati (dead corner ) dengan kemungkinan terjadinya sedimentasi atau terganggunya aliran. Sifat tahan gerusan dari bahan dipakai untuk lining saluran pembilas bawah membatasi kecepatan maximum yang diizinkan dalam saluran bawah, tetapi kecepatan minimum bergantung kepada ukuran butir sedimen yang akan dibiarkan tetap bergerak. Karena adanya kemungkinan terjadinya pusaran udara, di bawah penutup atas saluran pembilas bawah dapat terbentuk kavitasi,

lihat Gambar 5.8.

Oleh karena itu, pelat baja bertulang harus dihitung sehubungan dengan beton yang ditahannya.



pusaran air 1 h

pusaran air 2 h

Gambar 5.8

5.5

123

Pusaran (vortex) dan kantong udara di bawah penutup atas saluran pembilas bawah

Pintu

5.5.1 Umum

Dalam merencanakan pintu, faktor-faktor berikut harus dipertimbangkan: -

berbagai beban yang bekerja pada pintu

-

alat pengangkat:

- tenaga mesin - tenaga manusia

-

kedap air dan sekat

-

bahan bangunan

(1)

Pembebanan pintu

Pada pintu sorong tekanan air diteruskan ke sponeng, dan pada pintu radial ke bantalan pusat. Pintu sorong kayu direncana sedemikian rupa sehingga masing-masing balok kayu mampu menahan beban dan meneruskannya ke sponeng; untuk pintu sorong baja, gaya tersebut harus dibawa oleh balok. Lihat Gambar 5.9.



rencana jarak balok untuk pintu plat baja

1/n

pintu sorong

124

1/n l 1/n

1/n pintu radial

Gambar 5.9

Gaya – gaya yang bekerja pada pintu

(2) Alat pengangkat Alat pengangkat dengan stang biasanya dipakai untuk pintu-pintu lebih kecil. Untuk pintu-pintu yang dapat menutup sendiri, karena digunakan rantai berat sendiri atau kabel baja tegangan tinggi. Pemilihan tenaga manusia atau mesin bergantung pada ukuran dan berat pintu,

tersedianya

tenaga

listrik,

waktu

eksploitasi,

mudah/tidaknya

eksploitasi pertimbangan-pertimbangan ekonomis. (3)

Kedap air

Umumnya pintu sorong memperoleh kekedapannya dari pelat perunggu yang dipasang pada pintu. Pelat-pelat ini juga di pasang untuk mengurangi gesekan. Jika pintu sorong harus dibuat kedap sama sekali, maka sekat atasnya juga dapat dibuat dari perunggu. Sekat dasarnya bisa dibuat dari kayu atau karet. Pintu sorong dan radial dari baja menggunakan sekat karet tipe modern seperti ditunjukkan pada Gambar 5.10.



pintu

pelai karet pada bangunan

125

pelat karet pada pintu

karet

pintu pelat karet pelat baja di dasar bangunan

pintu

bentuk asli

Gambar 5.10 Sekat air dari karet untuk bagian samping (A), dasar (B) dan atas (C) pada pintu baja

(4)

Bahan bangunan

Pintu yang dipakai untuk pengambilan dan pembilas dibuat dari kayu dengan kerangka (mounting) baja, atau dibuat dari pelat baja yang diperkuat dengan gelagar baja. Pelat-pelat perunggu dipasang pada pintu untuk mengurangi gesekan di antara pintu dengan sponengnya. Pintu berukuran kecil jarang memerlukan rol.

5.5.2 Pintu pengambilan

Biasanya pintu pengambilan adalah pintu sorong kayu sederhana (lihat Gambar 5.11). Bila di daerah yang bersangkutan harga kayu mahal, maka dapat dipakai baja. Jika air di depan pintu sangat dalam, maka eksploitasi pintu sorong mungkin sulit. Kalau demikian halnya, pintu radial atau segmen akan lebih baik (lihat Gambar 5.12).


Bangunan Pengambilan dan Pembilas I Pintu kayu dengan sekat samping dan atas ( perunggu ) II Pintu baja dengan sekat samping dan dasar ( kayu keras )

C -C

D

B Bagian depan terbuka

A C

Bagian depan tertutup

B

B

D

T

D

T

C

A

Gambar 5.11

Tipe – tipe pintu pengambilan: pintu sorong kayu dan baja

rantai atau kabel pengangkat

Gambar 5.12

Pintu pengambilan tipe radial


126


127

5.5.3 Pintu bilas

Ada bermacam-macam pintu bilas yang bisa digunakan, yakni: - satu pintu tanpa pelimpah (bagian depan tertutup, lihat Gambar 5.13 a) - satu pintu dengan pelimpah (bagian depan terbuka, lihat Gambar 5.13 b) - dua pintu, biasanya hanya dengan pelimpah (lihat Gambar 5.13 c) - pintu radial dengan katup agar dapat membilas benda-benda terapung

(lihat Gambar 5.13 d) Apabila selama banjir aliran air akan lewat di atas pintu, maka bagian atas pintu harus direncana sedemikian rupa, sehingga tidak ada getaran dan tirai luapannya harus diaerasi secukupnya. (lihat Gambar 5.14). Dimensi kebutuhan aerasi dapat diperkirakan dengan pertolongan rumus berikut: qudara = 0.1

q air 1 .5

y p / h1

di mana: qudara = udara yang diperlukan untuk aerasi per m’ lebar pintu, m3 /dt qair

= debit di atas pintu, m3 /dt.m

yp

= kedalaman air di atas tirai luapan, m

h1

= kedalaman air di atas pintu, m



satu pintu kayu dan bagian depan tertutup

satu pi ntu kayu dan bagian depan terbuka

Pembilas bawah

Pembilas bawah A

B

bagian atas dapat digerakkan guna menghanyutkan benda-benda hanyut

pintu atas dapat diturunkan untuk menghanyutkan benda-benda hanyut

Pembilas bawah

dua pintu kayu pintu bawah dapat diangkat untuk pembilas

C

Gambar 5.13

128

pintu radial D

Tipe – tipe pintu bilas

Untuk menemukan dimensi pipa, kecepatan udara maksimum di dalam pipa boleh diambil 40-50 m/dt. Stang pengangkat dari pintu dengan bagian depan terbuka, ditempatkan di luar bukaan bersih (di dalam sponeng) guna melindunginya dari benda-benda terapung. Ventilasi

aerasi aliran di bagian depan pintu yang terbuka

h1

yp

Gambar 5.14

Aerasi pintu sorong yang terendam


Perencanaan Bangunan

6

129

PERENCANAAN BANGUNAN

6.1 Umum

Sifat-sifat bahan bangunan diuraikan dalam KP – 06 Parameter Bangunan. Penggunaan bahan khusus serta analisis stabilitas bangunan utama akan dibicarakan dalam bab ini.

6.2 Penggunaan bahan Khusus 6.2.1 Lindungan permukaan

Tipe dan ukuran sedimen yang diangkut oleh sungai akan mempengaruhi pemilihan bahan yang akan dipakai untuk membuat permukaan bangunan yang langsung bersentuhan dengan aliran air. Ada tiga tipe bahan yang bisa dipakai untuk melindungi bangunan terhadap gerusan (abrasi), yakni: -

Batu Candi, yakni pasangan batu keras alamiah yang dibuat bentuk blokblok segi empat atau persegi dan dipasang rapat-rapat. Pasangan batu tipe ini telah terbukti sangat tahan abrasi dan dipakai pada banyak bendung yang terkena abrasi keras. Bila tersedia batu-batu keras yang berkualitas baik, seperti andesit, basal, diabase, diorit, gabro, granit atau grano-diorit, maka dianjurkan untuk membuat permukaan dari bahan ini pada permukaan bendung yang dibangun di sungai-sungai yang mengangkut sedimen abrasif (berdaya gerus kuat).

-

Beton, jika direncana dengan baik dan dipakai di tempat yang benar, merupakan bahan lindungan yang baik pula, beton yang dipakai untuk lindungan permukaan sebaiknya mengandung agregat berukuran kecil, bergradasi baik dan berkekuatan tinggi.

-

Baja, kadang-kadang dipakai di tempat yang terkena hempasan berat oleh air yang mengandung banyak sedimen. Khususnya blok halang di kolam olak dan lantai tepat di bawah pintu dapat dilindungi dengan pelatpelat baja.



130

Pada kolam olak tipe bak tenggelam, kadang-kadang dipakai rel baja guna melindungi bak terhadap benturan batu-batu bongkah.

6.2.2 Lindungan dari pasangan batu kosong

Pasangan batu kosong (rip-rap) dipakai sebagai selimut lindung bagi tanah asli (dasar sungai) tepat di hilir bangunan. Batu yang dipakai untuk pasangan batu kosong harus keras, padat dan awet, serta berberat jenis 2,4. Panjang lindungan dari pasangan batu kosong sebaiknya diambil 4 kali kedalaman lubang gerusan lokal, dihitung dengan rumus empiris. Rumus ini adalah rumus empiris Lacey untuk menghitung kedalaman lubang gerusan: R = 0,47 (

Q f

)1 / 3

di mana: R = kedalaman gerusan dibawah permukaan air banjir, m Q = debit, m3 /dt f

= faktor lumpur Lacey

f

= 1,76 Dm0,5

D m = Diameter nilai tengah (mean ) untuk bahan jelek, mm Untuk menghitung turbulensi dan aliran yang tidak stabil, R ditambah 1,5 nya lagi (data empiris). Tebal lapisan pasangan batu kosong sebaiknya diambil 2 sampai 3 kali d 40, dicari dari kecepatan rata-rata aliran dengan bantuan Gambar 6.1. Gambar 6.1 dapat dipakai untuk menentukan d40 dari campuran pasangan batu kosong dari kecepatan rata-rata selama terjadi debit rencana di atas ambang bangunan. d40 dari campuran berarti bahwa 60% dari campuran ini sama diameternya atau lebih besar. Ukuran batu hendaknya hampir serupa ke semua arah.


Perencanaan Bangunan t e d 0.0001 / 10.0 m m 8.0 a 6.0 l a d g 4.0 n a b m a 2.0 s a t a 1.0 i d a 0.8 t a 0.6 r a t 0.4 a r n a t a p e c e K

131

diameter butir d40 dalam meter 0.0005

0.001

0.005

0.01

0.05

0.1

0.4

0.2

0.1

0.000001 0.00001 0.0001 0.001

0.01

0.1

1.0

10

100

berat butir dalam kg

Gambar 6.1

Grafik untuk perencanaan ukuran pasangan batu kosong

6.2.3 Filter

Filter (saringan) berfungsi mencegah hilangnya bahan dasar halus melalui bangunan lindung. Filter harus ditempatkan antara pasangan batu kosong dan tanah bawah atau antara pembuang dan tanah bawah. Ada tiga tipe filter yang bisa dipakai: -

filter kerikil-pasir yang digradasi

-

kain filter sintetis

-

ijuk.

Di sini akan dijelaskan pembagian butir filter. Kain filter sintetis makin mudah didapat dan kalau direncanakan dengan baik bisa memberi keuntungan-keuntungan ekonomis. Mereka yang akan memakai kriteria ini dianjurkan untuk mempelajari brosur perencanaan dari pabrik. Penggunaan ijuk biasanya terbatas pada lubang pembuang di dinding penahan. Pemakaiannya di bawah pasangan batu kosong dan pada



132

pembuang-pembuang besar, belum didukung oleh kepustakaan yang ada; jadi sebaiknya tidak dipraktekkan.

Aliran air Lindungan terhadap erosi

Pas. batu kosong

3

Kerikil

2

saringan

Kerikil halus Bahan asli Gambar 6.2

Konstruksi lindung

1

Tanah dasar Contoh filter antara pasangan batu kosong dan bahan asli (tanah dasar)

Filter yang digradasi (lihat Gambar 6.2) hendaknya direncana menurut aturanaturan berikut: (1)

*Kelulusan tanah (USBR,1973):

d 15 lapisan 3 d 15 lapisan 2

,

d 15 lapisan 2 d 15 lapisan 1

,

d 15 lapisan 1

=

d 15 tan ah dasar

5 sampai 40

Perbandingan 5 – 40 seperti yang disebutkan di atas dirinci lagi sebagai berikut: (a) butir bulat homogen (kerikil)

5 – 10

(b) butir runcing homogen (pecahan kerikil, batu)

6 – 20

(c) butir bergradasi baik (2)

12 – 40

*Stabilitas, perbandingan d15 /d85 (Bertram, 1940):

d 15 lapisan 3 d 85 lapisan 2 d 50 lapisan 3 d 50 lapisan 2

,

,

d 15 lapisan 2 d 85 lapisan 1 d 50 lapisan 2 d 50 lapisan 1


,

,

d 15 lapisan 1 d 85 tan ah dasar d 50 lapisan 1 d 50 tan ah dasar

≤

5

= 5 sampai 60


133

dengan: (a) butir bulat homogen (kerikil)

5 – 10

(b) butir runcing homogen (pecahan kerikil, batu) 10 – 30 (c) butir bergradasi baik

12 – 60

Agar filter tidak tersumbat, maka d5 harus sama atau lebih besar dari 0,75 mm untuk semua lapisan filter. Tebal minimum untuk filter yang dibuat di bawah kondisi kering adalah: (1) pasir, kerikil halus

0,05 sampai 0,10 m

(2) kerikil

0,10 sampai 0,20 m

(3) batu

1,5 sampai 2 kali diameter batu yang lebih besar.

Bila filter harus ditempatkan di bawah air, maka harga-harga ini sebaiknya ditambah 1,5 sampai 2 kali.

6.2.4 Bronjong

Bronjong dibuat di lapangan, berbentuk bak dari jala-jala kawat yang diisi dengan batu yang cocok ukurannya. Matras jala-jala kawat ini diperkuat dengan kawat-kawat besar atau baja tulangan pada ujung-ujungnya. Ukuran yang biasa adalah 2 m x 1 m x 0,5 m. Bak-bak yang terpisah-pisah ini kemudian diikat bersama-sama untuk membentuk satu konstruksi yang homogen. Bronjong tidak boleh digunakan untuk bagian-bagian permanen dari bangunan utama; bronjong hanya boleh dipakai untuk pekerjaan-pekerjaan pengatur sungai di hulu atau hilir bangunan bendung dari batu atau beton. Keuntungan menggunakan bronjong adalah: - kemungkinan membuat lindungan berat dengan batu-batu yang berukuran

lebih kecil dan lebih murah. - fleksibilitas konstruksi tersebut untuk dapat mengikuti tinggi permukaan

yang terkena erosi.



134

Untuk mencegah agar tidak ada bahan pondasi yang hilang, di antara tanah dasar dan lindungan dari bronjong harus selalu diberi filter yang memadai. Ijuk adalah saringan yang baik dan dapat ditempatkan di bawah semua bronjong. Pada Gambar 6.3 disajikan detail bronjong.

200 - 300 cm

100 - 200 cm 50

Matras - batu

Bronjong

Penggerusan Saringan dari ijuk atau pasir Gambar 6.3

Detail bronjong

6.3 Bahan Pondasi

Metode untuk menghitung besarnya daya dukung (bearing pressure ) serta harga-harga perkiraan diberikan dalam KP - 06 Parameter Bangunan. Parameter bahan seperti sudut gesekan dalam dan kohesi untuk bahan-bahan pondasi yang sering dijumpai, diberikan pada Tabel 6.1 dan 6.2 bersamasama dengan perkiraan daya dukung sebagai harga-harga teoritis untuk perhitungan-perhitungan pendahuluan.



Tabel 6.1

135

Harga-harga perkiraan daya dukung yang diizinkan (disadur dari British Standard Code of Practice CP 2004)

daya dukung

Jenis

kN/m2

kgf/cm2

1. batu sangat keras

10,000

100

2. batu kapur/batu pasir keras

4,000

40

200 – 600

2- 6

4. pasir berkerapatan sedang

100 – 300

1-3

5. lempung kenyal

150 – 300

1,5-3

6. lempung teguh

75 – 150

0,75-1,5

1 < 75

< 0,75

3. kerikil berkerapatan sedang atau pasir dan kerikil

7. lempung lunak dan lumpur

Tabel 6.2

Sudut gesekan dalam φ dan kohesi c

c(kN/m2)

c(kgf/cm2)

30 – 32,5

0

0

pasir padat

32,5 – 35

0

0

pasir lempungan

18 – 22

10

0,1

lempung

15 - 30

10 - 20

0,1 – 0,2

Jenis tanah

Φ

pasir lepas

0

Bangunan bendung biasanya dibangun pada permukaan dasar yang keras seperti batuan keras atau kerikil dan pasir yang dipadatkan dengan baik. Dalam hal ini penurunan bangunan tidak menjadi masalah. Jika bahan pondasi ini tidak dapat diperoleh, maka pondasi bangunan harus direncana dengan memperhitungkan gaya-gaya sekunder yang ditimbulkan oleh penurunan yang tidak merata maupun risiko terjadinya erosi bawah tanah ( piping ) akibat penurunan tersebut.



136

6.4 Analisis Stabilitas 6.4.1 Gaya-gaya yang bekerja pada bangunan

Gaya-gaya yang bekerja pada bangunan bendung dan mempunyai arti penting dalam perencanaan adalah: (a) tekanan air, dalam dan luar (b) tekanan lumpur (sediment pressure ) (c) gaya gempa (d) berat bangunan (e) reaksi pondasi.

6.4.2 Tekanan air Gaya

tekan

air dapat

dibagi

menjadi

gaya

hidrostatik

dan

gaya

hidrodinamik. Tekanan hidrostatik adalah fungsi kedalaman di bawah permukaan air. Tekanan air akan selalu bekerja tegak lurus terhadap muka bangunan. Oleh sebab itu agar perhitungannya lebih mudah, gaya horisontal dan vertikal dikerjakan secara terpisah. Tekanan air dinamik jarang diperhitungkan untuk stabilitas bangunan bendung dengan tinggi energi rendah. Gaya tekan ke atas. Bangunan bendung mendapat tekanan air bukan

hanya pada permukaan luarnya, tetapi juga pada dasarnya dan dalam tubuh bangunan itu. Gaya tekan ke atas, yakni istilah umum untuk tekanan air dalam, menyebabkan berkurangnya berat efektif bangunan diatasnya. Rumus gaya tekan ke atas untuk bangunan yang didirikan pada pondasi batuan adalah (lihat Gambar 6.4): Wu = cτw [h2 + ½ ξ (h1 – h2)] A di mana: c

= proposi luas di mana tekanan hidrostatik bekerja (c = 1, untuk semua tipe pondasi)

τw

= berat jenis air, kN/m3

h2

= kedalaman air hilir, m



ξ

137

= proposi tekanan ( proportion of net head ) diberikan pada Tabel 6.3

h1 A Wu

= kedalaman air hulu, m = luas dasar, m2 = gaya tekan ke atas resultante, kN

h1 h2

batuan batuan

Wu

Ywh2

½ ξ (h1 – h2) Yw .

Gambar 6.4

Gaya angkat untuk bangunan yang dibangun pada pondasi buatan

Tabel 6.3 Harga-harga ξ

Tipe pondasi batuan

ξ (proporsi tekanan)

berlapis horisontal

1,00

sedang, pejal (massive)

0,67

baik, pejal

0,50

Gaya tekan ke atas untuk bangunan pada permukaan tanah dasar (subgrade ) lebih rumit. Gaya angkat pada pondasi itu dapat ditemukan dengan membuat jaringan aliran (flownet ), atau dengan asumsi-asumsi yang digunakan oleh Lane untuk teori angka rembesan (weighted creep theory ). Gaya tekan ke atas untuk bangunan pada permukaan tanah dasar (subgrade ) lebih rumit. Gaya angkat pada pondasi itu dapat ditemukan dengan membuat Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


138

jaringan aliran (flownet ). Dalam hal ditemui kesulitan berupa keterbatasan waktu pengerjaan dan tidak tersedianya perangkat lunak untuk menganalisa jaringan aliran, maka perhitungan dengan asumsi-asumsi yang digunakan oleh Lane untuk teori angka rembesan (weighted creep theory ) bisa diterapkan. Jaringan aliran dapat dibuat dengan: (1) plot dengan tangan (2) analog listrik atau (3) menggunakan metode numeris (numerical method ) pada komputer. Dalam metode analog listrik, aliran air melalui pondasi dibandingkan dengan aliran listrik melalui medan listrik daya-antar konstan. Besarnya voltase sesuai dengan tinggi piezometrik, daya-antar dengan kelulusan tanah dan aliran listrik dengan kecepatan air (lihat Gambar 6.5) Untuk pembuatan jaringan aliran bagi bangunan utama yang dijelaskan disini, biasanya cukup diplot dengan tangan saja. Contoh jaringan aliran di bawah bendung pelimpah diberikan pada Gambar 6.6.

+

-

pengukuran volt garis-garis ekuipotensial medan listrik

Gambar 6.5

Konstruksi jaringan aliran menggunakan analog listrik



139

H garis-garis ekuipotensial

garis-garis aliran

batas kedap air

Gambar 6.6

Contoh jaringan aliran di bawah dam pasangan batu pada pasir

Dalam teori angka rembesan Lane, diandaikan bahwa bidang horisontal memiliki daya tahan terhadap aliran (rembesan) 3 kali lebih lemah dibandingkan dengan bidang vertikal. Ini dapat dipakai untuk menghitung gaya tekan ke atas di bawah bendung dengan cara membagi beda tinggi energi pada bendung sesuai dengan panjang relatif di sepanjang pondasi.



H

1

Hx

140

4 5

H 2

3

6 x

14

7 8

9

h

10

hx

11 12 13

Lx 1

23

4 5

67

89

Qx

10

11 1213

14

h

(10-11)/3

(4-5)/3 H (2-3)/3

(6-7)/3

(8-9)/3 Px=Hx - Lx . L

Gambar 6.7

(12-13)/3 H

Gaya angkat pada pondasi bendung

Dalam bentuk rumus, ini berarti bahwa gaya angkat pada titik x di sepanjang dasar bendung dapat dirumuskan sebagai berikut: Px = Hx -

L x L

Δ H

di mana: Px

= gaya angkat pada x, kg/m2

L

= pnjang total bidang kontak bendung dan tanah bawah, m

Lx

= jarak sepanjang bidang kontak dari hulu sampai x, m

Δ H

= beda tinggi energi, m

Hx

= tinggi energi di hulu bendung, m



141

Dan di mana L dan Lx adalah jarak relatif yang dihitung menurut cara Lane, bergantung kepada arah bidang tersebut. Bidang yang membentuk sudut 450 atau lebih terhadap bidang horisontal, dianggap vertikal.

6.4.3 Tekanan lumpur

Tekanan lumpur yang bekerja terhadap muka hulu bendung atau terhadap pintu dapat dihitung sebagai berikut:

Ps =

τ s

h 2 1 − sin ϑ ( ) 2 1 + sin ϑ

di mana: Ps

: gaya yang terletak pada 2/3 kedalaman adri atas lumpur yang bekerja secara horisontal

τs

: berat lumpur, kN

h

: dalamnya lumpur, m

Φ

: sudut gesekan dalam, derajat.

Beberapa andaian/asumsi dapat dibuat seperti berikut: τs =

di mana:

τs’

τs’

G −1 G

= berat volume kering tanah ≈ 16 kN/m3 (≈ 1.600 kgf/m3)

λ = berat volume butir = 2,65

menghasilkan

τs =

10 kN/m3 (≈ 1.000 kgf/m3)

Sudut gesekan dalam, yang bisa diandaikan 30 0 untuk kebanyakan hal, menghasilkan: Ps

= 1,67 h2

6.4.4 Gaya gempa

Harga-harga gaya gempa diberikan dalam bagian Parameter Bangunan. Harga-harga tersebut didasarkan pada peta Indonesia yang menujukkan berbagai daerah dan risiko. Faktor minimum yang akan dipertimbangkan Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


142

adalah 0,1 g perapatan gravitasi sebagai harga percepatan. Faktor ini hendaknya dipertimbangkan dengan cara mengalikannya dengan massa bangunan sebagai gaya horisontal menuju ke arah yang paling tidak aman, yakni arah hilir.

6.4.5 Berat bangunan

Berat bangunan bergantung kepada bahan yang dipakai untuk membuat bangunan itu. Untuk tujuan-tujuan perencanaan pendahuluan, boleh dipakai harga-harga berat volume di bawah ini. pasangan batu

22 kN/m3 (≈ 2.200 kgf/m3)

beton tumbuk

23 kN/m3 (≈ 2.300 kgf/m3)

beton bertulang

24 kN/m3 (≈ 2.400 kgf/m3)

Berat volume beton tumbuk bergantung kepada berat volume agregat serta ukuran maksimum kerikil yang digunakan. Untuk ukuran maksimum agregat 150 mm dengan berat volume 2,65, berat volumenya lebih dari 24 kN/m3 (≈ 2.400 kgf/m3).

6.4.6 Reaksi Pondasi

Reaksi pondasi boleh diandaikan berbentuk trapesium dan tersebar secara linier.



143

W1 W2

W3

R (W) P1 (P) U'

U

P2

Pusat Grafitasi 1

9

2 3

p''

e

7

p' 4

5

6 z

y

m''

m'

8

l

Gambar 6.8

Unsur-unsur persamaan distribusi tekanan pada pondasi

Gambar 6.8, rumus-rumus berikut dapat diturunkan dengan mekanika sederhana. Tekanan vertikal pondasi adalah: p=

Σ (W )

A

+

Σ (W ) e

I

m

dimana: p

= tekanan vertikal pondasi

∑ (W) = keseluruhan gaya vertikal, termasuk tekanan ke atas, tetapi

tidak termasuk reaksi pondasi. A e

= luas dasar, m2 = eksentrisitas pembebanan, atau jarak dari pusat gravitasi dasar (base ) sampai titik potong resultante dengan dasar

I

= momen kelembaban (moment of inertia ) dasar di sekitar pusat gravitasi

m

= jarak dari titik pusat luas dasar sampai ke titik di mana tekanan dikehendaki



144

Untuk dasar segi empat dengan panjang ℓ dan lebar 1,0 m, I = ℓ3 /12 dan A = 1, rumus tadi menjadi: p=

Σ (W )

A

{ 1 +

12 e 2

m }

sedangkan tekanan vertikal pondasi pada ujung bangunan ditentukan dengan rumus: p’ =

Σ (W )

{ 1 +

6e

l

}

l

dengan m’ = m” = ½ ℓ Σ (W )

P” =

l

{ 1 +

6e

}

l

Bila harga e dari Gambar 6.8 dan persamaan (6.12) lebih besar dari 1/6 (lihat pula Gambar 6.8), maka akan dihasilkan tekanan negatif pada ujung bangunan. Biasanya tarikan tidak diizinkan, yang memerlukan irisan yang mempunyai dasar segi empat sehingga resultante untuk semua kondisi pembebanan jatuh pada daerah inti.

6.4.7 Analisa Stabilitas Bendung Karet

(a) Fondasi Fondasi bendung karet dapat dibedakan yaitu fondasi langsung yang dibangun diatas lapisan tanah yang kuat dan fondasi tidak langsung (dengan tiang pancang) yang dibangun pada lapisan lunak. Pada fondasi langsung menahan bangunan atas dan relatif ringan membutuhkan massa yang lebih besar untuk menjaga stabilitas terhadap penggulingan dan penggeseran. Untuk menghemat biaya konstruksi, fondasi dibuat dari beton bertulang sebagai selimut dan diisi dengan pasangan beton komposit. (b) Gaya-gaya yang bekerja pada bangunan (1) Gaya-gaya yang bekerja pada bangunan pelimpah adalah: •

Tekanan air, dari dalam dan luar


Perencanaan Bangunan •

Gaya gempa

•

Berat bangunan

•

Reaksi pondasi

145

Lantai pondasi pada bendung karet mendapat tekanan air bukan hanya pada permukaan luarnya, tetapi juga pada dasarnya dan dalam tubuh bangunan itu. Gaya tekan ke atas, yakni istilah umum untuk tekanan air didalam menyebabkan berkurangnya berat efektif bangunan di atasnya. Rumus gaya ini dapat dilihat pada sub bab 6.4.2.

6.5 Kebutuhan Stabilitas

Ada tiga penyebab runtuhnya bangunan gravitasi, yaitu: (1) gelincir (sliding ) (a) sepanjang sendi horisontal atau hampir horisontal di atas pondasi (b) sepanjang pondasi, atau (c) sepanjang kampuh horisontal atau hampir horisontal dalam pondasi. (2) guling (overturning ) (a) di dalam bendung (b) pada dasar (base ), atau (c) pada bidang di bawah dasar. (3) erosi bawah tanah ( piping ).

6.5.1 Ketahanan terhadap gelincir

Tangen θ, sudut antara garis vertikal dan resultante semua gaya, termasuk gaya angkat, yang bekerja pada bendung di atas semua bidang horisontal, harus kurang dari koefisien gesekan yang diizinkan pada bidang tersebut. Σ ( H ) Σ (V − U )

= tan θ <

f S

di mana: ∑ (H)

keseluruhan gaya horizontal yang bekerja pada bangunan, kN



∑ (V-U)

146

keseluruhan gaya vertikal (V), dikurangi gaya tekan ke atas yang bekerja pada bangunan, kN

θ

sudut

resultante

semua

gaya,

terhadap

garis

vertikal,

derajat f

koefisien gesekan

S

faktor keamanan

Harga-harga perkiraan untuk koefisien gesekan f diberikan pada Tabel 6.4

Tabel 6.4

Harga-harga perkiraan untuk koefisien gesekan

Bahan

f

Pasangan batu pada pasangan batu

0,60 – 0,75

Batu keras berkualitas baik

0,75

Kerikil

0,50

Pasir

0,40

Lempung

0,30

Untuk

bangunan-bangunan

kecil,

seperti

bangunan-bangunan

yang

dibicarakan di sini, di mana berkurangnya umur bangunan, kerusakan besar dan terjadinya bencana besar belum dipertimbangkan, harga-harga faktor keamanan (S) yang dapat diterima adalah: 2,0 untuk kondisi pembebanan normal dan 1,25 untuk kondisi pembebanan ekstrem. Kondisi pembebanan ekstrem dapat dijelaskan sebagai berikut: (1) Tak ada aliran di atas mercu selama gempa, atau (2) Banjir rencana maksimum. Apabila, untuk bangunan-bangunan yang terbuat dari beton, harga yang aman untuk faktor gelincir yang hanya didasarkan pada gesekan saja (persamaan 6.14) ternyata terlampaui, maka bangunan bisa dianggap aman jika faktor keamanan dari rumus itu yang mencakup geser (persamaan 6.15),



147

sama dengan atau lebih besar dari harga-harga faktor keamanan yang sudah ditentukan. Σ (H) ≤

f Σ (V − U ) + c A S

di mana: c

= satuan kekuatan geser bahan, kN/m2

A

= luas dasar yang dipertimbangkan, m2

arti simbol-simbol lain seperti pada persamaan 6.14. Harga-harga faktor keamanan jika geser juga dicakup, sama dengan hargaharga yang hanya mencakup gesekan saja, yakni 2,0 untuk kondisi normal dan 1,25 untuk kondisi ekstrem. Untuk beton, c (satuan kekuatan geser) boleh diambil 1.100 kN/m2 ( = 110 Tf/m2) Persamaan 6.15 mungkin hanya digunakan untuk bangunan itu sendiri. Kalau rumus untuk pondasi tersebut akan digunakan, perencana harus yakin bahwa itu kuat dan berkualitas baik berdasarkan hasil pengujian. Untuk bahan pondasi nonkohesi, harus digunakan rumus yang hanya mencakup gesekan saja (persamaan 6.14).

6.5.2 Guling

Agar bangunan aman terhadap guling, maka resultante semua gaya yang bekerja pada bagian bangunan di atas bidang horisontal, termasuk gaya angkat, harus memotong bidang ini pada teras. Tidak boleh ada tarikan pada bidang irisan mana pun. Besarnya tegangan dalam bangunan dan pondasi harus tetap dipertahankan pada harga-harga maksimal yang dianjurkan. Untuk pondasi, harga-harga daya dukung yang disebutkan dalam Tabel 6.1 bisa digunakan. Harga-harga untuk beton adalah sekitar 4,0 N/mm2 atau 40 kgf/cm2, pasangan batu sebaiknya mempunyai kekuatan manimum 1,5 sampai 3,0 N/mm2 atau 15 sampai 30 kgf/cm2.



148

Tiap bagian bangunan diandaikan berdiri sendiri dan tidak mungkin ada distribusi gaya-gaya melalui momen lentur (bending moment ). Oleh sebab itu, tebal lantai kolam olak dihitung sebagai berikut (lihat Gambar 6.9): dx ≥ S di mana:

Px − Wx τ

dx

= tebal lantai pada titikx, m

Px

= gaya angkat pada titik x, kg/m2

Wx = kedalaman air pada titik x, m τ

= berat jenis bahan, kg/m3

S

= faktor keamanan (= 1,5 untuk kondisi normal, 1,25 untuk kondisi ekstrem)

Wx dx

x

px

Gambar 6.9 Tebal lantai kolam olak

6.5.3 Stabilitas terhadap erosi bawah tanah ( piping )

Bangunan-bangunan utama seperti bendung dan bendung gerak harus dicek stabilitasnya terhadap erosi bawah tanah dan bahaya runtuh akibat naiknya dasar galian (heave ) atau rekahnya pangkal hilir bangunan. Bahaya terjadinya erosi bawah tanah dapat dianjurkan dicek dengan jalan membuat jaringan aliran/flownet (lihat pasal 6.4.2). Dalam hal ditemui kesulitan berupa keterbatasan waktu pengerjaan dan tidak tersedianya perangkat lunak untuk menganalisa jaringan aliran, maka perhitungan dengan beberapa metode empiris dapat diterapkan, seperti: Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


-

Metode Bligh

-

Metode Lane

-

Metode Koshia.

149

Metode Lane, disebut metode angka rembesan Lane (weighted creep ratio method ), adalah yang dianjurkan untuk mencek bangunan-bangunan utama untuk mengetahui adanya erosi bawah tanah. Metode ini memberikan hasil yang aman dan mudah dipakai. Untuk bangunan-bangunan yang relatif kecil, metode-metode lain mungkin dapat memberikan hasil-hasil yang lebih baik, tetapi penggunaannya lebih sulit. Metode Lane diilustrasikan pada Gambar 6.10 dan memanfaatkan Tabel 6.5. Metode ini membandingkan panjang jalur rembesan di bawah bangunan di sepanjang bidang kontak bangunan/pondasi dengan beda tinggi muka air antara kedua sisi bangunan. Di sepanjang jalur perkolasi ini, kemiringan yang lebih curam dari 45 0 dianggap vertikal dan yang kurang dari 450 dianggap horisontal. Jalur vertikal dianggap memiliki daya tahan terhadap aliran 3 kali lebih kuat daripada jalur horisontal. Oleh karena itu, rumusnya adalah: CL = di mana: CL

Σ Lv + 1 / 3 Σ L H

H

: Angka rembesan Lane (lihat Tabel 6.5)

Σ Lv : jumlah panjang vertikal, m Σ LH : jumlah panjang horisontal, m

H

: beda tinggi muka air, m



H

A B

C

F

E

G

H

D

H

AB

BC 3

CD

DE

EF 3

FG

GH 3

L

Gambar 6.10

Table 6.5

Metode angka rembesan Lane

Harga-harga minimum angka rembesan Lane (C L )

Pasir sangat halus atau lanau

8,5

Pasir halus

7,0

Pasir sedang

6,0

Pasir kasar

5,0

Kerikil halus

4,0

Kerikil sedang

3,5

Kerikil kasar termasuk berangkal

3,0

Bongkah dengan sedikit berangkal dan kerikil

2,5

Lempung lunak

3,0

Lempung sedang

2,0

Lempung keras

1,8

Lempung sangat keras

1,6


150


151

Angka-angka rembesan pada Tabel 6.5 di atas sebaiknya dipakai: a. 100% jika tidak dipakai pembuang, tidak dibuat jaringan aliran dan tidak dilakukan penyelidikan dengan model; b. 80% kalau ada pembuangan air, tapi tidak ada penyelidikan maupun jaringan aliran; c. 70% bila semua bagian tercakup. Menurut Creagen, Justin dan Hinds, hal ini menunjukkan diperlukannya keamanan yang lebih besar jika telah dilakukan penyelidikan detail. Untuk mengatasi erosi bawah tanah elevasi dasar hilir harus diasumsikan pada pangkal koperan hilir. Untuk menghitung gaya tekan ke atas, dasar hilir diasumsikan di bagian atas ambang ujung. Keamanan terhadap rekah bagian hilir bangunan bisa dicek dengan rumus berikut: S = di mana:S

s (1 + a / s ) hs

= faktor keamanan

s

= kedalaman tanah, m

a

= tebal lapisan pelindung, m

hs = tekanan air pada kedalaman s, kg/m2 Gambar 6.11 memberikan penjelasan simbol-simbol yang digunakan. Tekanan air pada titik C dapat ditemukan dari jaringan aliran atau garis angka rembesan Lane. Rumus di atas mengandaikan bahwa volume tanah di bawah air dapat diambil 1 (τw =τs = 1). Berat volume bahan lindung di bawah air adalah 1. Harga keamanan S sekurang-kurangnya 2.



152

hy bendung K

a M

y S

C

hs

Gambar 6.11

Ujung hilir bangunan; sketsa parameter-parameter stabilitas

6.5.4 Perencanaan kekuatan tubuh bendung dari tabung karet

(1)

Bahan karet Lembaran karet terbuat dari bahan karet asli atau sintetik yang elastik, kuat, keras dan tahan lama. Pada umumnya bahan karet yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut: (i) Kekerasan Tes abrasi dengan beban 1 kg pada putaran 1000 kali tidak melampui 0,8 mm. (ii) Kuat tarik Kuat tarik pada suhu normal ≥ 150 kg/cm2. Kuat tarik pada suhu 100o ≥ 120 kg/cm2 Bahan karet di perkuat dengan susunan benang nilon yang memberikan kekuatan tarik sesuai dengan kebutuhan, dengan bahan karet berupa karet sintetis.

(2)

Kekuatan Kekuatan lembaran karet harus mampu menahan gaya tekanan air dikombinasikan dengan gaya tekanan udara dari dalam tubuh bendung.



153

h 2/2g h1

T

T

Y D=H Fw

Tu

Gambar 6.12

T

Sketsa gaya tarik pada tabung karet

= 0,5 Hpb

Fw = 0,5 Ti

Ti

πw [

Y 2 – (h1 +

2/2

ν

g)2 ]

= T + 0,5 Fw

Tu = T – 0,5 Fw dimana: T

adalah gaya tarik pada selubung tabung karet (N/m)

H

adalah tinggi bendung (m)

ρb

adalah tekanan udara dalam tabung karet (Pa)

Fw

adalah gaya tekanan air dari hulu pada tubuh bendung (N/m)

πw

adalah berat jenis air, diambil 9810 N/m3

Y

adalah tinggi air dihulu bendung (m)

h1

adalah air dihulu bendung, diatas mercu maksimum (m)

v

adalah kecepatan rata-rata aliran air dihulu bendung (m/s)

g

adalah gravitasi, diambil 9,81 m/s2

Ti

adalah gaya pada angker hilir (N/m)

Tu

adalah gaya pada angker hulu (N/m)

Kekuatan tarik lumbaran karet pada arah aliran air ditetapkan dengan rumus : K T = n Ti



154

dimana: K T

adalah kekuatan tarik karet searah aliran air (N/m)

n

adalah angka keamanan, diambil 8

Kekuatan tarik searah as bendung ditentukan sebesar 600 /K T Tebal lembaran karet ditentukan oleh tebal susunan benang nilon ditambah lapisan penutup di kedua sisinya untuk menjamin kedap udara. Lapisan penutup sisi luar dibuat

lebih tebal untuk pengamanan terhadap goresan

ataupun abrasi oleh benda keras. Tebal lapisan penutup diambil minimal 3 mm dipermukaan dalam dan 7 mm dipermukaan luar. (3)

Sistim penjepitan Pencetakan tabung karet pada fondasi berupa penjepitan dengan menggunakan baja yang diangker. Untuk bendung rendah dengan H ≤ 1,00 m dapat digunakan angker tunggal, sedangkan untuk H ≥ 1,00 m digunakan angker ganda, untuk daerah pasang surut harus digunakan angker ganda.

(4) Kebutuhan luasan karet Untuk membentuk tabung karet dengan tinggi H yang direncanakan, diperlukan lembaran karet dengan lebar tertentu (W) (lihat tabel..…1). Lebar total lembaran karet adalah W ditambah dua kali lebar untuk penjepitan. Penjepitan pada ujung tabung karet yang berada pada tembok tepi atau pilar dibuat hingga ketinggian H + 10% H. Bentuk dan panjang lembaran karet ditentukan dengan perhitungan sebagai berikut: L = Lo+ 2 Ls + 2a1 W = 2Bo + 2a Ls = 1,10 H a1 =

2a Bo

1+ m 2

( Bo / 2 ) 2 + Ls 2



155

dimana: L

adalah panjang total lembaran karet (m)

W

adalah lebar lembaran karet (m)

Lo

adalah lebar dasar panel bendung (m)

Ls

adalah panjang tambahan bahan karet untuk lekukan samping bendung (m)

m

adalah faktor horisontal kemiringan tembok tepi atau pilar

Bo

adalah setengah keliling tabung karet (m)

B

Referensi pada buku T-09-2004-A

6.6

Detail Bangunan

6.6.1 Dinding penahan

Dinding penahan gravitasi setinggi tidak lebih dari 3 m bisa direncana dengan potongan melintang empiris seperti diberikan pada Gambar 6.12. dengan : b

= 0,260 h untuk dinding dengan bagian depan vertikal

B

= 0,425 h

b

= 0,230 h untuk dinding dengan bagian depan kurang dari 1:1/3

B

= 0,460 h. b=0.230h

b=0.260h

30 cm

30 cm

30 cm

30 cm

h

h

B=0.425h

Gambar 6.13

B=0.425h

Dinding penahan gravitasi dari pasangan batu



156

B

a

C

A

A

b c

DENAH BENDUNG Pelat pancang ( balok , kayu atau beton bertulang )

Pelat pancang POTONGAN A - A

Pelat pancang POTONGAN B Gambar 6.14

POTONGAN C

Perlindungan terhadap rembesan melibat pangkal bendung



157

Dinding penahan yang lebih tinggi dan dinding penahan yang mampu menahan momen lentur (beton bertulang atau pelat pancang baja) harus direncana

berdasarkan

hasil-hasil

perhitungan

stabilitas.

Perhitungan

pembebanan tanah dan stabilitas di belakang dinding penahan dijelaskan dalam KP-06 Parameter Bangunan. Karena dinding penahan di sebelah hulu bangunan utama mungkin tidak dilengkapi dengan sarana-sarana pembuang akibat adanya bahaya rembesan, maka dalam melakukan perhitungan kita hendaknya mengandaikan tekanan air penuh di belakang dinding. Kebutuhan stabilitas untuk bangunan-bangunan ini dapat dijelaskan seperti dalam pasal 6.4.2.

6.6.2 Perlindungan terhadap erosi bawah tanah

Untuk melindungi bangunan dari bahaya erosi bawah tanah, ada beberapa cara yang bisa ditempuh. Kebanyakan bangunan hendaknya menggunakan kombinasi beberapa konstruksi lindung. Pertimbangan utama dalam membuat lindungan terhadap erosi bawah tanah adalah mengurangi kehilangan beda tinggi energi per satuan panjang pada jalur rembesan serta ketidakterusan (discontinuities ) pada garis ini. Dalam perencanaan bangunan, pemilihan konstruksi-konstruksi lindung berikut dapat dipakai sendiri-sendiri atau dikombinasi dengan: -

lantai hulu

-

dinding halang

-

filter pembuang

-

konstruksi pelengkap.

Penting disadari bahwa erosi bawah tanah adalah masalah tiga dimensi dan bahwa semua konstruksi lindung harus bekerja ke semua arah dan oleh sebab itu termasuk pangkal bendung (abutment ) dan bangunan pengambilan (lihat Gambar 6.13).



158

Lantai hulu Lantai hulu akan memperpanjang jalur rembesan. Karena gaya tekan ke atas di bawah lantai diimbangi oleh tekanan air di atasnya, maka lantai dapat dibuat tipis. Persyaratan terpenting adalah bahwa lantai kedap air, demikian pula sambungannya dengan tubuh bendung. Sifat kedap air ini dapat dicapai dengan foil plastik atau lempung kedap air di bawah lantai dan sekat karet yang menghubungkan lantai dan tubuh bendung. Contoh sambungan yang dianjurkan antara lantai dan tubuh bendung diberikan pada Gambar 6.15.

lantai hulu dari beton (tebal 15 cm)

tubuh bendung lempung

Sekat air dari karet

Gambar 6.15

Lantai hulu

Salah satu penyebab utama runtuhnya konstruksi ini adalah bahaya penurunan tidak merata (diferensial ) antara lantai dan tubuh bendung. Oleh sebab itu, sambungan harus direncana dan dilaksanakan dengan amat hati-hati. Lantai itu sendiri dapat dibuat dari beton bertulang dengan tebal 0,10 m, atau pasangan batu setebal 0,20 – 0,25 cm. Adalah penting untuk menggunakan sekat air dari karet yang tidak akan rusak akibat adanya penurunan tidak merata. Keuntungan dari pembuatan lantai hulu adalah bahwa biayanya lebih murah dibanding dinding halang vertikal yang dalam, karena yang disebut terakhir ini memerlukan pengeringan dan penggalian. Tapi, sebagaimana dikemukakan oleh Lane dalam teorinya, panjang horisontal rembesan adalah 3 kali kurang efektif dibanding panjang vertikal dengan panjang yang sama. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


159

Dinding halang (Cut-off ) Dinding halang bisa berupa dinding beton bertulang atau pasangan batu, inti tanah kedap air atau pudel atau dengan pelat pancang baja atau kayu. Pelat pancang mahal dan harus dibuat dengan hati-hati untuk menciptakan kondisi yang benar-benar tertutup. Terdapatnya batu-batu besar atau kerikil kasar di dasar sungai tidak menguntungkan untuk pelat pancang yang kedap air. Tanah yang paling cocok untuk pelat pancang adalah tanah berbutir halus dan tanah berlapis horisontal. Pudel yang baik atau inti tanah kedap air bisa merupakan dinding halang yang baik sekali, tapi sulit disambung ke bangunan itu sendiri. Metode yang dianjurkan untuk membuat dinding halang adalah dengan beton bertulang atau pasangan batu. Agar gaya tekan ke atas pada bangunan dapat sebanyak mungkin dikurangi, maka tempat terbaik untuk dinding halang adalah di ujung hulu bangunan, yaitu di pangkal (awal) lantai hulu atau di bawah bagian depan tubuh bendung. (lihat Gambar 6.16).

dinding halang (koperan) Pelat perancang halang dinding halang (koperan)

Gambar 6.16

Dinding – dinding halang di bawah lantai hulu atau tubuh bendung

Alur pembuang/Filter Alur pembuang dibuat untu mengurangi gaya angkat di bawah kolam olak bendung pelimpah karena di tempat-tempat ini tidak cukup tersedia berat pengimbang dari tubuh bendung.



160

Untuk mencegah hilangnya bahan padat melalui pembuang ini, konstruksi sebaiknya dibuat dengan filter yang dipasang terbalik dari kerikil atau pasir bergradasi baik atau bahan filter sintetis. Gambar 6.17 memperlihatkan lokasi yang umum dipilih untuk menempatkan filter serta detail konstruksinya.

Konstruksi pelengkap Jika bagian-bagian bendung mempunyai kedalaman pondasi yang berbedabeda, maka ada bahaya penurunan tidak merata yang mengakibatkan retakretak dan terjadinya jalur-jalur pintasan erosi bawah tanah. Adalah penting untuk mencek kemungkinan-kemungkinan ini, serta memantapkan konstruksi di tempat-tempat ini, jika diperlukan.

pipa pembuang kerikil ber gradasi baik pasir/kerikil bergradasi baik

saringan

Gambar 6.17

tanah dasar

Alur pembuang/filter di bawah kolam olak

Selama pelaksanaan perlu selalu diingat untuk membuat sambungan yang bagus antara bangunan dan tanah bawah. Jika tanah bawah menjadi jenuh air akibat hujan, maka lapisan atas ini harus ditangani sedemikian sehingga mencegah kemungkinan terjadinya erosi bawah tanah atau jalur gelincir (sliding path ).

6.6.3 Peredam Energi

Beda tinggi energi di atas bendung terhadap air hilir dibatasi sampai 7 m. Jika ditemukan tinggi terjunan lebih dari 7 m dan keadaan geologi dasar sungai



161

relatif tidak kuat sehingga perlu kolam olak maka perlu dibuat bendung tipe cascade yang mempunyai lebih dari satu kolam olak. Hal ini dimaksudkan agar energi terjunan dapat direduksi dalam dua kolam olak sehingga kolam olak sebelah hilir tidak terlalu berat meredam energi. Keadaan demikian akan mengakibatkan lantai peredam dan dasar sungai dihilir koperan (end sill ) dapat lebih aman.


Perencanaan Kantong Lumpur

7.

162

PERENCANAAN KANTONG LUMPUR

7.1 Pendahuluan Walaupun

telah

ada

usaha

untuk

merencanakan

sebuah

bangunan

pengambilan dan pengelak sedimen yang dapat mencegah masuknya sedimen ke dalam jaringan saluran irigasi, masih ada banyak partikel-partikel halus yang masuk ke jaringan tersebut. Untuk mencegah agar sedimen ini tidak mengendap di seluruh saluran irigasi, bagian awal dari saluran primer persis di belakang pengambilan direncanakan untuk berfungsi sebagai kantong lumpur. Kantong lumpur itu merupakan pembesaran potongan melintang saluran sampai panjang tertentu untuk mengurangi kecepatan aliran dan memberi kesempatan kepada sedimen untuk mengendap. Untuk menampung endapan sedimen ini, dasar bagian saluran tersebut diperdalam atau diperlebar. Tampungan ini dibersihkan tiap jangka waktu tertentu (kurang lebih sekali seminggu atau setengah bulan) dengan cara membilas sedimennya kembali ke sungai dengan aliran terkonsentrasi yang berkecepatan tinggi.

7.2 Sedimen Perencanaan kantong lumpur yang memadai bergantung kepada tersedianya data-data yang memadai mengenai sedimen di sungai. Adapun data-data yang diperlukan adalah: -

pembagian butir

-

penyebaran ke arah vertikal

-

sedimen layang

-

sedimen dasar

-

volume

Jika tidak ada data yang tersedia, ada beberapa harga praktis yang bisa dipakai untuk bangunan utama berukuran kecil. Dalam hal ini volume bahan Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


163

layang yang harus diendapkan, diandaikan 0,6 0 / 00 (permil) dari volume air yang mengalir melalui kantong. Ukuran butir yang harus diendapkan bergantung kepada kapasitas angkutan sedimen di jaringan saluran selebihnya. Dianjurkan bahwa sebagian besar (60 – 70%) dari pasir halus terendapkan: partikel-partikel dengan diameter di atas 0,06 – 0,07 mm.

7.3 Kondisi-kondisi batas 7.3.1 Bangunan Pengambilan Yang pertama-tama mencegah masuknya sedimen ke dalam saluran irigasi adalah pengambilan dan pembilas, dan oleh karena itu pengambilan yang direncanakan dengan baik dapat mengurangi biaya pembuatan kantong lumpur yang mahal. Penyebaran sedimen ke arah vertikal memberikan ancar-ancar diambilnya beberapa langkah perencanaan untuk membangun sebuah pengambilan yang dapat berfungsi dengan baik. Partikel-partikel yang lebih halus di sungai diangkut dalam bentuk sedimen layang dan tersebar merata di seluruh kedalaman aliran. Semakin besar dan berat partikel yang terangkut, semakin partikel-partikel itu terkonsentrasi ke dasar sungai; bahan-bahan yang terbesar diangkut sebagai sedimen dasar. Gambar 7.1 memberikan illustrasi mengenai sebaran sedimen ke arah vertikal di dua sungai (a) dan (b); pada awal (c) dan ujung (d) kantong lumpur. Dari

gambar

tersebut,

jelas

bahwa

perencanaan

pengambilan

juga

dimaksudkan untuk mencegah masuknya lapisan air yang lebih rendah, yang banyak bermuatan partikel-partikel kasar.

7.3.2 Jaringan Saluran Jaringan saluran direncana untuk membuat kapasitas angkutan sedimen konstant atau makin bertambah di arah hilir. Dengan kata lain: sedimen yang memasuki jaringan saluran akan diangkut lewat jaringan tersebut ke sawahKriteria Perencanaan – Bangunan Utama


164

sawah. Dalam kaitan dengan perencanaan kantong lumpur, ini berarti bahwa kapasitas angkutan sedimen pada bagian awal dari saluran primer penting artinya untuk ukuran partikel yang akan diendapkan. Biasanya ukuran partikel ini diambil 0,06 – 0,07 mm guna memperkecil kemiringan saluran primer.

sungai ngasinan

awal kantong lumpur

0

m m a l a d1.00 r i a n a m2.00 a l a d e k3.00

0

a

0

0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 konsentrasi sedimen dalam kg/m³

m m a l a d1.00 r i a n a m2.00 a l a d e k 0

sungai brantas

C


ujung kantong lumpur

0

0

m m a l a d1.00 r i a n a m2.00 a l a d e k3.00

b

0

m m a l a d1.00 r i a n a m2.00 a l a d e k 0

d


0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 konsentrasi sedimen dalam kg/m³ ∅≤

Gambar 7.1

0.07 mm

0.14 mm < ∅ ≤ 0.32 mm

0.07 mm < ∅ ≤ 0.14 mm

0.32 mm < ∅ ≤ 0.75 mm

Konsentrasi sedimen ke arah vertikal

Bila kemiringan saluran primer serta kapasitas angkutan jaringan selebihnya dapat direncana lebih besar, maka tidak perlu menambah ukuran minimum partikel yang diendapkan. Umumnya hal ini akan menghasilkan kantong lumpur yang lebih murah, karena dapat dibuat lebih pendek.



165

7.3.3 Topografi Keadaan topografi tepi sungai maupun kemiringan sungai itu sendiri akan sangat berpengaruh terhadap kelayakan ekonomis pembuatan kantong lumpur. Kantong lumpur dan bangunan-bangunan pelengkapnya memerlukan banyak ruang,

yang

tidak

selalu

tersedia.

Oleh

karena

itu,

kemungkinan

penempatannya harus ikut dipertimbangkan dalam pemilihan lokasi bangunan utama. Kemiringan sungai harus curam untuk menciptakan kehilangan tinggi energi yang diperlukan untuk pembilasan di sepanjang kantong lumpur.Tinggi energi dapat diciptakan dengan cara menambah elevasi mercu, tapi hal ini jelas akan memperbesar biaya pembuatan bangunan.

7.4

Dimensi Kantong Lumpur

Pada Gambar 7.2 diberikan tipe tata letak kantong lumpur sebagai bagian dari bangunan utama.

a b2

b1

a i n g s u

d1

f

c

a b1 b2 c

Gambar 7.2

bendung pembilas pengambilan utama kantong lumpur

d1 d2 e f

Tipe tata letak kantong lumpur


d2

pembilas pengambilan saluran primer saluran primer saluran pembilas

e


166

7.4.1 Panjang dan lebar kantong lumpur Dimensi-dimensi L (panjang) dan B (lebar) kantong lumpur dapat diturunkan dari Gambar 7.3. Partikel yang masuk ke kolam pada A, dengan kecepatan endap partikel w dan kecepatan air v harus mencapai dasar pada C. Ini berakibat bahwa, partikel, selama waktu (H/w) yang diperlukan untuk mencapai dasar, akan berjalan (berpindah) secara horisontal sepanjang jarak L dalam waktu L/v.

A v v w

H w

C

B

L

Gambar 7.3

Jadi:

H w

di mana:

=

H

Skema kantong lumpur

L v

, dengan v =

Q HB

H

= kedalaman aliran saluran, m

w

= kecepatan endap partikel sedimen, m/dt

L

= panjang kantong lumpur, m

v

= kecepatan aliran air, m/dt

Q

= debit saluran, m3 /dt

B

= lebar kantong lumpur, m

ini menghasilkan: LB =

Q W

Karena sangat sederhana, rumus ini dapat dipakai untuk membuat perkiraan awal dimensi-dimensi tersebut. Untuk perencanaan yang lebih detail, harus dipakai faktor koreksi guna menyelaraskan faktor-faktor yang mengganggu, seperti: Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


-

turbulensi air

-

pengendapan yang terhalang

-

bahan layang sangat banyak.

167

Velikanov menganjurkan faktor-faktor koreksi dalam rumus berikut: LB = Di mana: L

Q

⋅

λ 2

⋅

v ( H

0.5

⋅

w 7.51 w

− 0.2)

2

H

= panjang kantong lumpur, m

B = lebar kantong lumpur, m Q = debit saluran, m3 /dt w = kecepatan endap partikel sedimen, m/dt λ

= koefisiensi pembagian/distribusi Gauss λ

adalah fungsi D/T, di mana D = jumlah sedimen yang

diendapkan dan T = jumlah sedimen yang diangkut

v

λ =

0 untuk D/T = 0,5 ; λ = 1,2 untuk D/T = 0,95 dan

λ =

1,55 untuk D/T = 0,98

= kecepatan rata-rata aliran, m/dt

H = kedalaman aliran air di saluran, m Dimensi kantong sebaiknya juga sesuai dengan kaidah bahwa L/B > 8, untuk mencegah agar aliran tidak “meander” di dalam kantong. Apabila topografi tidak memungkinkan diturutinya kaidah ini, maka kantong harus dibagi-bagi ke arah memanjang dengan dinding-dinding pemisah (devider wall ) untuk mencapai perbandingan antara L dan B ini. Dalam rumus-rumus ini, penentuan kecepatan endap amat penting karena sangat berpengaruh terhadap dimensi kantong lumpur. Ada dua metode yang bisa dipakai untuk menentukan kecepatan endap, yakni: (1)

Pengukuran di tempat

(2)

Dengan rumus/grafik



(1)

168

Pengkuran kecepatan endap terhadap contoh-contoh yang diambil dari sungai adalah metode yang paling akurat jika dilaksanakan oleh tenaga berpengalaman. Metode ini dijelaskan dalam ”Konstruksi Cara-cara untuk mengurangi Angkutan Sedimen yang Akan Masuk ke Intake dan Saluran Irigasi” (DPMA, 1981). Dalam metode ini dilakukan analisis tabung pengendap (settling tube ) terhadap contoh air yang diambil dari lapangan.

(2)

Dalam metode kedua, digunakan grafik Shields (gambar 7.4) untuk kecepatan endap bagi partikel-partikel individual (discrete particles ) dalam air yang tenang. Rumus Velikanov menggunakan kecepatan endap ini.

Faktor-faktor lain yang akan dipertimbangkan dalam pemilihan dimensi kantong lumpur adalah: (1)

kecepatan aliran dalam kantong lumpur hendaknya cukup rendah, sehingga partikel yang telah mengendap tidak menghambur lagi.

(2)

turbulensi yang mengganggu proses pengendapan harus dicegah.

(3)

kecepatan hendaknya tersebar secara merata di seluruh potongan melintang, sehingga sedimentasi juga dapat tersebar merata.

(4)

kecepatan aliran tidak boleh kurang dari 0,30 m/dt, guna mencegah tumbuhnya vegetasi.

(5)

peralihan/transisi dari pengambilan ke kantong dan dari kantong ke saluran primer harus mulus, tidak menimbulkan turbulensi atau pusaran.

7.4.2 Volume tampungan Tampungan sedimen di luar (di bawah) potongan melintang air bebas dapat mempunyai beberapa macam bentuk Gambar 7.5 memberikan beberapa metode pembuatan volume tampungan.



10.00 8.00

Ps = 2650 kg/m ³ Pw = 1000 kg/m ³ F.B = fak tor bentuk = C a.b (F.B = 0.7 untuk pasir alamiah) c kec il ; a besar ; b sedang a tiga sumbu yang saling tegak lurus Red = butir bilangan Reynolds = w.do/U

6.00 4.00

2.00

1.00 0.80

3 . 7 . 9 . 0 . 0 0 0 1 = = = = B . B . . B . B F F F F

10 8 6 4

2 0 0 0 1 = d e R

1

0.60 0.40

m m m a l a d o d k a y a r e t e m a i d

0.10 0.08

1 0 . 0 = d e R

0.06 0.04

1 0 0 . 0 = d e R

1 = d e R

1 . 0 = d e R

0.20

169

0 0 1 = d e R 0 1 = d e R

0.02

° 0 t = ° 0 ° 2 ° 1 0 4 0 ° 0 3

Gambar 7.4

0.2

0.4 0.6

2

4

1

6 8

10

20

40 60

0.2 0.4 0.6 1 100 mm/ dt = 0.1 m/dt

2

4

kec epatan endap w dalam mm/dt-m/dt

Hubungan antara diameter saringan dan kecepatan endap untuk air tenang

Volume tampungan bergantung kepada banyaknya sedimen (sedimen dasar maupun sedimen layang) yang akan hingga tiba saat pembilasan.


Perencanaan Kantong Lumpur 1.5

alternatif 1 1

170

1.5 1

alternatif 2 1 1

1 1 kantong lumpur

kantong lumpur

a. kantong lumpur dengan dinding vertikal dan tanpa lindungan dasar

b. kemiringan talut bisa lebih curam akibat pasangan

potongan melintang pada pengambilan

potongan melintang pada ujung kantong lumpur alternatif dengan cara mengecilkan lebih dasar

n a l i b m a g n e p

s a l i b m e p


kantong lumpur lebar dasr diperkecil .

alternatif dengan lebar dasar konstan

muka air normal

d kombinasi alternatif " c " (potongan memanjang)

s a l i b m e p

muka air pada akhir pembilasan

Is kantong lumpur

IL ds ISL

s a l i b m e p


Is kantong lumpur L

L e potongan melintang (skematik)

I

d1

ds = diperdalam

Gambar 7.5

lebar dasar . konstan

ISL

IL ds

f alternatif dengan penurunan dasar pada pengambilan

Potongan melintang dan potongan memanjang kantong lumpur yang menunjukkan metode pembuatan tampungan

Banyaknya sedimen yang terbawa oleh aliran masuk dapat ditentukan dari: (1) pengukuran langsung di lapangan (2) rumus angkutan sedimen yang cocok (Einstein – Brown, Meyer – Peter Mueller), atau kalau tidak ada data yang andal: (3) kantong lumpur yang ada di lokasi lain yang sejenis. Sebagai perkiraan kasar yang masih harus dicek ketepatannya, jumlah bahan dalam aliran masuk yang akan diendapkan adalah 0,5‰.



171

Kedalaman tampungan di ujung kantong lumpur (d s pada Gambar 7.5) biasanya sekitar 1,0 m untuk jaringan kecil (sampai 10 m3 /dt), hingga 2,50 m untuk saluran yang sangat besar (100 m3 /dt).

7.5

Pembersihan

Pembersihan

kantong

lumpur,

pembuangan

endapan

sedimen

dari

tampungan, dapat dilakukan dengan pembilasan secara hidrolis (hydraulic flushing), pembilasan secara manual atau secara mekanis. Metode pembilasan secara hidrolis lebih disukai karena biayanya tidak mahal. Kedua metode lainnya akan dipertimbangkan hanya kalau metode hidrolis tidak mungkin dilakukan. Jarak waktu pembilasan kantong lumpur, tergantung pada eksploitasi jaringan irigasi, banyaknya sedimen di sungai, luas tampungan serta tersedianya debit air sungai yang dibutuhkan untuk pembilasan. Untuk tujuan-tujuan perencanaan, biasanya diambil jarak waktu satu atau dua minggu.

7.5.1 Pembersihan secara hidrolis Pembilasan secara hidrolis membutuhkan beda tinggi muka air dan debit yang memadai pada kantong lumpur guna menggerus dan menggelontor bahan yang telah terendap kembali ke sungai. Frekuensi dan lamanya pembilasan bergantung pada banyaknya bahan yang akan dibilas, tipe bahan kohesif atau nonkohesif) dan tegangan geser yang tersedia oleh air. Kemiringan dasar kantong serta pembilasan hendaknya didasarkan pada besarnya tegangan geser yang diperlukan yang akan dipakai untuk menggerus sedimen yang terendap. Dianjurkan untuk mengambil debit pembilasan sebesar yang dapat diberikan oleh pintu pengambilan dan beda tinggi muka air. Untuk keperluan-keperluan perencanaan, debit pembilasan di ambil 20% lebih besar dari debit normal



172

pengambilan. Tegangan geser yang diperlukan tergantung pada tipe sedimen yang bisa berupa: (1)

Pasir lepas, dalam hal ini parameter yang terpenting adalah ukuran butirnya, atau

(2)

Partikel-partikel pasir, lanau dan lempung dengan kohesi tertentu.

Jika bahan yang mengendap terdiri dari pasir lepas, maka untuk menentukan besarnya tegangan geser yang diperlukan dapat dipakai grafik Shields. Lihat Gambar 7.6. Besarnya tegangan geser dan kecepatan geser untuk diameter pasir terbesar yang akan dibilas sebaiknya dipilih di atas harga kritis. Dalam grafik ini ditunjukkan dengan kata “bergerak” (movement ). Untuk

keperluan

perhitungan

pendahuluan,

kecepatan

rata-rata

yang

diperlukan selama pembilasan dapat diandaikan sebagai berikut: 1,0 m/dt untuk pasir halus 1,5 m/dt untuk pasir kasar 2,0 m/dt untuk kerikil dan pasir kasar. Bagi bahan-bahan kohesif, dapat dipakai Gambar 7.7, yang diturunkan dari data USBR oleh Lane.


Perencanaan Kantong Lumpur 1.0 0.8

100 80

0.6 0.5 0.4

60 50 40

: d c r

0.3

30

τ

BERGERAK

0.2

r : : U .c

20

d

0.10 0.08

10 8

τ cr = 800d

0.06 0.05 0.04

t d / m m a l a d

173

d > 4.10

6 5 4

-3

0.03

3

0.02

2

TIDAK BERGERAK

U.cr

0.01 0.008 0.006

) C0.005 U ( g 0.004

S D L E I H S

= 0.003

1.0 0.8

2

0.6 / m 0.5 N 0.4 m

τ cr

a l d r c

0.3 a

r c . 0.002 u

0.2

τ

Ps = 2.650 kg/m 3 0.001 0.01

0.1 2

3

4 5 6

8 0.1

2

3 4 5 6 8 1.0

2

3

4 5 6 8 10

2

3

4 5 6

8 100

d dalam milimeter

Gambar 7.6

Tegangan geser kritis dan kecepatan geser kritis sebagai fungsi besarnya butir untuk ρ s = 2.650 kg/m 3 (pasir)

Makin tinggi kecepatan selama pembilasan, operasi menjadi semakin cepat. Namun demikian, besarnya kecepatan hendaknya selalu dibawah kecepatan kritis, karena kecepatan superkritis akan mengurangi efektivitas proses pembilasan.



174

10 8 data - ussr (ref.11,LANE 1955)

6 5 4 3

2

l em

p u n g

p a s i r a

n

lepas ( k a

d a

1.0

r p a

s i r

0.8

t a n a h l e m p u n g k u r u s

% 0.6 m a l 0.5 a d a0.4 g g n 0 r0.3 g n i d n a b0.2 i a l i n

cukup padat k u

r a n g d a r i 5 0 %

pasir non-kohesit <0.2 mm

padat

) sangat padat

0.1 0.8 1.0

2

3

4

5

6

8

10

20

30

40 50 60

80 100

gaya geser dalam N/m2

Gambar 7.7

Gaya tarik (traksi) pada bahan kohesif

7.5.2 Pembersihan secara manual/mekanis Pembersihan kantong lumpur dapat juga dilakukan dengan peralatan mekanis. Pembersihan kantong lumpur secara menyeluruh jarang dilakukan secara

manual.

Dalam

hal-hal

tertentu,

pembersihan

secara

manual

bermanfaat untuk dilakukan di samping pembilasan secara hidrolis terhadap bahan-bahan

kohesif

atau

bahan-bahan

yang

sangat kasar.

Dengan

menggunakan tongkat, bahan endapan ini dapat diaduk dan dibuat lepas sehingga mudah terkuras dan hanyut. Pembersihan secara mekanis bisa menggunakan mesin penggeruk, pompa (pasir), singkup tarik/backhoe atau mesin-mesin sejenis itu. Semua peralatan ini mahal dan sebaiknya tidak usah dipakai. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


175

7.6 Pencekan Terhadap Berfungsinya Kantong Lumpur Perencanaan kantong lumpur hendaknya mencakup cek terhadap efisiensi pengendapan dan efisiensi pembilasan.

7.6.1 Efisiensi pengendapan Untuk mencek efisiensi kantong lumpur, dapat dipakai grafik pembuangan sedimen dari Camp. Grafik pada Gambar 7.8 memberikan efisiensi sebagai fungsi dari dua parameter. Kedua parameter itu adalah w/w0 dan w/v0 di mana:

w = kecepatan endap partikel-partikel yang ukurannya di luar ukuran partikel yang direncana, m/dt w0 = kecepatan endap rencana, m/dt v0 = kecepatan rata-rata aliran daalm kantong lumpur, m/dt

Dengan menggunakan grafik Camp, efisiensi proses pengendapan untuk partikel-partikel dengan kecepatan endap yang berbeda-beda dari kecepatan endap partikel rencana, dapat dicek. Suspensi sedimen dapat dicek dengan menggunakan kriteria Shinohara Tsubaki. Bahan akan tetap berada dalam suspensi penuh jika: v∗ w

di mana:

>

5 3

v ∗ (kecepatan geser) = (g h I)0.5, m/dt g = percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ 9,8) h = kedalaman air, m I = kemiringan energi w = kecepatan endap sedimen, m/dt

Efisiensi pengendapan sebaiknya dicek untuk dua keadaan yang berbeda: - untuk kantong kosong - untuk kantong penuh



176

Untuk kantong kosong, kecepatan minimum harus dicek. Kecepatan ini tidak boleh

terlalu

kecil

yang

memungkinkan

tumbuhnya

vegetasi

atau

mengendapnya partikel-partikel lempung. Menurut Vlugter, untuk: v> di mana:

v

w

1,61 = kecepatan rata-rata, m/dt

w = kecepatan endap sedimen, m/dt I

= kemiringan energi

semua bahan dengan kecepatan endap w akan berada dalam suspensi pada sembarang konsentrasi.



177

a. pengaruh aliran turbulensi terhadap sedimentasi aliran masuk

aliran keluar

daerah sedimentasi b.efisiensi sedimentasi partikel-patikel individual untuk aliran turbulensi 1.0 0.9

W Wo

2.0

0.8

1.5 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8

0.7 0.6

0.7 0.5

0.6 0.5

0.4

0.4 0.3 0.3 i s n 0.2 e i s i f e

0.2

0.1 0 0.001

0.1

2

3

4

6

8 0.01

2

3

4

6

8

0.1

2

3

4

6 8

1.0

W/vo

Gambar 7.8

Grafik pembuangan sedimen Camp untuk aliran turbelensi (Camp, 1945)

Apabila kantong penuh, maka sebaiknya dicek apakah pengendapan masih efektif dan apakah bahan yang sudah mengendap tidak akan menghambur lagi. Yang pertama dapat dicek dengan menggunakan grafik Camp (lihat Gambar 7.8) dan yang kedua dengan grafik Shields (lihat Gambar 7.6).

7.6.2 Efisiensi pembilasan Efisiensi pembilasan bergantung kepada terbentuknya gaya geser yang memadai pada permukaan sedimen yang telah mengendap dan pada Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


178

kecepatan yang cukup untuk menjaga agar tetap dalam keadaan suspensi sesudah itu. Gaya geser dapat dicek dengan grafik Shields (lihat Gambar 7.6); dan kriteria suspensi dari Shinohara/Tsubaki (lihat persamaan 7.3).

7.7

Tata Letak Kantong Lumpur, Pembilas dan Pengambilan di Saluran Primer

7.7.1 Tata letak Tata letak terbaik untuk kantong lumpur, saluran pembilas dan saluran primer adalah bila saluran pembilas merupakan kelanjutan dari kantong lumpur dan saluran primer mulai dari samping kantong (lihat Gambar 7.9). Ambang pengambilan di saluran primer sebaiknya cukup tinggi di atas tinggi maksimum sedimen guna mencegah masuknya sedimen ke dalam saluran. Kemungkinan tata letak lain diberikan pada Gambar 7.10. Di sini saluran primer terletak di arah yang sama dengan kantong lumpur.

n a r r u e l m a i s r p

pintu pengambilan

B

.

pembilas

kantong lumpur

L

saluran pembilas

.

peralihan

garis sedimentasi maksimum

tampungan sedimen

Gambar 7.9

Tata letak kantong lumpur yang dianjurkan


pembilas


179

Pembilas terletak di samping kantong. Agar pembilasan berlangsung mulus, perlu dibuat dinding pengarah rendah yang mercunya sama dengan tinggi maksimum sedimen dalam kantong. Dalam hal-hal tertentu, misalnya air yang tersedia di sungai melimpah, pembilas dapat direncanakan sebagai pengelak sedimen/sand ejector (lihat Gambar 7.11). Kadang-kadang karena keadaan topografi, kantong lumpur dibuat jauh dari pengambilan. Kedua bangunan tersebut akan dihubungkan dengan saluran pengarah (feeder canal). Lihat Gambar 7.12.

s n a l a i r u b l a m s e p

pintu pengambilan

B

kantong lumpur dinding pengarah rendah

pintu pengambilan

saluran primer

L

dinding pengarah rendah

tampungan sedimen

Gambar 7.10

pintu pengambilan

Tata letak kantong lumpur dengan saluran primer berada pada trase yang sama dengan Kantong

Kecepatan aliran dalam saluran pengarah harus cukup memadai agar dapat mengangkut semua fraksi sedimen yang masuk ke jaringan saluran pada lokasi pengambilan ke kantong lumpur. Di mulut kantong lumpur kecepatan aliran harus banyak dikurangi dan dibagi secara merata di seluruh lebar kantong. Oleh karena itu peralihan/transisi antara saluran pengarah dan



180

kantong lumpur hendaknya direncana dengan seksama menggunakan dinding pengarah dan alat-alat distribusi aliran lainnya.

7.7.2 Pembilas Dianjurkan agar aliran pada pembilas direncana sebagai aliran bebas selama pembilasan

berlangsung.

Dengan

demikian

pembilasan

tidak

akan

terpengaruh oleh tinggi muka air di hilir pembilas. Kriteria utama dalam perencanaan bangunan ini adalah bahwa operasi pembilasan tidak boleh terganggu atau mendapat pengaruh negatif dari lubang pembilas dan bahwa kecepatan untuk pembilasan akan tetap dijaga. Dianjurkan untuk membuat bangunan pembilas lurus dengan kantong lumpur.



181

denah

saluran primer

A

A

kantong lumpur dinding pengarah kehilangan tinggi energi sangat kecil

saluran pembilas

pengambilan saluran primer

pengelak sedimen potongan A-A

Gambar 7.11 Pengelak Sedimen

Agar aliran melalui pembilas bisa mulus, lebar total lubang pembilas termasuk pilar dibuat sama dengan lebar rata-rata kantong lumpur. Pintu bangunan pembilas harus kedap air dan mampu menahan tekanan air dari kedua sisi. Pintu-pintu itu dibuat dengan bagian depan tertutup.

7.7.3 Pengambilan saluran primer Pengambilan dari kantong lumpur ke saluran primer digabung menjadi satu bangunan dengan pembilas agar seluruh panjang kantong lumpur dapat dimanfaatkan. Agar supaya air tidak mengalir kembali ke saluran primer Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


182

selama pembilasan, pengambilan harus ditutup (dengan pintu) atau ambang dibuat cukup tinggi agar air tidak mengalir kembali. s a l u ra n p e n g a r a h

1

6-10 kantong lumpur

d i n d in g p e n g a r a h 1

6-10

Gambar 7.12 Saluran Pengarah

Selain mengatur debit, bangunan ini juga harus bisa mengukurnya. Kedua fungsi tersebut, mengukur dan mengatur, dapat digabung atau dipisah. Untuk tipe gabungan, pintu Romijn atau Crump-de Gruyter dapat dianjurkan untuk dipakai sebagai pintu pengambilan. Khususnya untuk mengukur dan mengatur debit yang besar, kedua fungsi ini lebih baik dipisah. Dalam hal ini fungsi mengatur dilakukan dengan pintu sorong atau pintu radial, dan fungsi mengukur dengan alat ukur ambang lebar. Pintu dari alat-alat ukur diuraikan dalam KP – 04 Bangunan.

7.7.4 Saluran pembilas Selama pembilasan, air yang penuh dengan sedimen dialirkan kembali ke sungai asal, atau sungai yang sama tetapi di hilir bangunan utama, sungai lain atau ke cekungan. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


183

Untuk perencanaan potongan memanjang saluran, diperlukan kurve muka air – debit sungai pada aliran keluar dan bagan frekuensi terjadinya muka air tinggi di tempat itu. Pengalaman telah menunjukkan bahwa perencanaan yang didasarkan pada kemungkinan pembilasan dengan menggunakan muka air sungai dengan periode ulang 20% - 40%, akan memberikan hasil yang memadai. Lebih disukai jika saluran pembilas dihubungkan langsung dengan dasar sungai. Bila sungai sangat dalam pada aliran keluar, maka pembuatan salah satu dari kemungkinan-kemungkinan berikut hendaknya dipertimbangkan: - bangunan terjun dengan kolam olak dekat sungai - got miring di sepanjang saluran - bangunan terjun dengan kolam olak dengan kedalaman yang cukup, tepat

di hilir bangunan pembilas.

7.8


Pasangan (lining ) kantong lumpur harus mendapat perhatian khusus berhubung adanya kecepatan air yang tinggi selama dilakukan pembilasan serta fluktuasi muka air yang sering terjadi dengan cepat. Pasangan hendaknya cukup berat dan dengan permukaan yang mulus agar mampu menahan kecepatan air yang tinggi. Untuk menahan tekanan ke atas akibat fluktuasi muka air, sebaiknya dilengkapi dengan filter dan lubang pembuang. Bila kantong lumpur dipisah dengan sebuah dinding pengarah dan adalah mungkin bahwa sebuah ruang kering dan bersih sementara yang lainnya penuh, maka stabilitas dinding pemisah terhadap pembebanan ini harus dicek.


Pengaturan Sungai Dan Bangunan Pelengkap

8.

PENGATURAN SUNGAI DAN BANGUNAN PELENGKAP

8.1

Lindungan Terhadap Gerusan

184

Bangunan yang dibuat di sungai akan menyebabkan terganggunya aliran normal dan akan menimbulkan pola aliran baru di sekitar bangunan, yang dapat menyebabkan terjadinya penggerusan lokal/setempat (local scouring ) di dasar dan tepi sungai. Adalah mungkin untuk melindungi bagian sungai di sekitar bangunan utama terhadap efek penggerusan semacam ini. Harap dicatat bahwa konstruksi-konstruksi lindung yang dibicarakan di sini tidak akan bermanfaat untuk mengatasi penurunan dasar sungai yang meliputi jangka waktu lama (degradasi). Hanya perencanaan bangunan itu sendiri yang akan mampu melindungi bangunan itu terhadap degradasi sungai.

8.1.1 Lindungan dasar sungai

Penggerusan lokal di hilir kolam olak dapat diatasi dengan lindungan dari pasangan batu kosong. Jika di daerah itu cukup tersedia batu-batu yang berkualitas baik dan beratnya memadai, maka dapat dibuat lapisan pasangan batu kosong. Bila direncana dengan baik, lapisan ini sangat menguntungkan dan awet (lihat bagian 6.2.2). Agar tanah asli tidak hanyut, maka pasangan batu kosong sebaiknya selalu ditempatkan pada filter yang sesuai (lihat bagian 6.2.3). Bronjong (lihat bagian 6.2.4) merupakan alternatif yang bagus, jika hanya batu-batu berukuran kecil saja yang tersedia, misalnya batu kali. Bronjong pun, karena merupakan perlindungan terbuka, sebaiknya ditempatkan pada filter yang sesuai: filter pasir-kerikil atau filter kain sintetis. Bronjong tidak boleh digunakan untuk bagian-bagian bangunan utama yang permanen. Bronjong paling sesuai untuk konstruksi pengaturan sungai. Pada umumnya tidak dianjurkan untuk memakai lindungan tertutup seperti pasangan batu di hilir bangunan di sungai, karena ini akan memperpanjang jalur rembesan dan menambah gaya tekan ke atas (uplift ). Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


185

Penggerusan lokal tepat di hulu tubuh bendung atau pilar bendung gerak, umum terjadi. Perlindungan terhadap penggerusan semacam ini adalah dengan membuat pasangan batu atau lantai beton di depan bangunan. Disini lindungan tertutup akan menguntungkan karena akan dapat mengurangi gaya tekan ke atas. Karena pengaruh pencepatan aliran biasanya jauh lebih kecil daripada pengaruh penurunan kecepatan, maka panjang lindungan hulu terhadap gerusan lokal akan berkisar antara 2 sampai 3 kali kedalaman air rencana. Di hilir, panjang lindungan ini sekurang-kurangnya 4 kali kedalaman lubang gerusan (lihat Bab 6.2.2).

8.1.2 Lindungan tanggul sungai

Pekerjaan lindungan sungai berupa bronjong, pasangan batu kosong pasangan batu atau pelat beton. Harus diperhatikan bahwa kedalaman pondasi lindungan memadai atau bagian dari konstruksi tersebut bisa mengikuti penggerusan dasar sungai tanpa hilangnya stabilitas bangunan secara keseluruhan. Mungkin diperlukan pekerjaan pengaturan sungai guna memperbaiki pola aliran di hulu bangunan atau untuk memantapkan bagian tanggul sungai yang belum stabil. Di ruas atas yang curam, palung kecil sungai itu mungkin tidak stabil dan diperlukan beberapa krib untuk menstabilkan dasar sungai di dekat pengambilan (lihat Gambar 8.1). Di ruas-ruas tengah dan bawah, biasanya lokasi bendung akan dipilih di ruas yang stabil. Pada sungai teranyam (braided river ) atau sungai dengan tanggul pasir yang berpindah-pindah, ruas stabil seperti yang dimaksud mungkin tidak ada. Setelah pembuatan bendung atau bendung gerak di sungai semacam itu, dasar sungai di bagian hulu akan naik dan cenderung kurang stabil daripada



186

sebelumnya. Mungkin diperlukan pekerjaan pengaturan sungai yang ekstensif guna menstabilkan aliran di hulu bangunan yang baru.

e r i m r p a n r l u s a

tanggul banjir

krib pengambilan bendung gerak bantaran terancam

krib bendungan

tanggul banjir

Gambar 8.1

Pengarah aliran

Di hilir bangunan utama, bahaya penggerusan tanggul sungai biasanya lebih besar karena turbelensi dan kecepatan air lebih tinggi. Di sungai yang relatif lebar dan dalam, krib mungkin merupakan cara pemecahan yang ekonomis. Jarak antara masing-masing krib adalah: 2

L< di mana:

α

C h

2g

L = jarak antar krib, m ∝

= parameter empiris (≈ 0,6)



187

C = koefisien Chezy, m1/2 /dt (≈ 45 untuk sungai) h = mean (nilai tengah) kedalaman air, m g = percepatan gravitasi, m/dt2 (≈ 9,8) Kalau tidak ada alur/trase krib yang paling cocok yang dapat diputuskan, maka sebaiknya diambil pemecahan termurah, yaitu yang tegak lurus terhadap tanggung (lihat Gambar 8.2).

denah

aliran sungai krib

krib batu buangan

Gambar 8.2

potongan

Contoh krib

Tinggi mercu krib sebaiknya paling tidak sama dengan elevasi bantaran. Kemiringan lapis lindung tanggul dan krib biasanya berkisar antara 1: 2,5 sampai 1 : 3,5 untuk kemiringan di bawah muka air dan 1 : 1,5 sampai 1 : 2,5 untuk kemiringan di luar air. Kemiringan ujung krib kadang-kadang diambil 1 : 5 sampai 1 : 10 untuk mengurangi pusaran air/vortex dan efeknya.


Pengaturan Sungai Dan Bangunan Pelengkap muka air-rata-rata

188

bronjong matres

muka air-rendah rata-rata

potongan A

denah

A

matras dihubungkan satu sama lain (engsel)

krib dari bronjong

penggerusan

B muka air-tinggi normal pilar kayu muka air rata-rata gelagar

pilar kayu gelagar

muka air rendah normal

krib terbuat dari kayu (tipe terbuka)

Gambar 8.3

potongan B

Krib dari bronjong dan kayu

Krib dapat dibuat dengan tipe “terbuka” seperti ditunjukkan pada Gambar 8.3 air bisa mengalir melalui bangunan ini, yang biasanya dibuat dari pilar-pilar kayu yang dipancang ke dasar sungai dan dipasang rapat satu sama lain, guna menahan aliran. Bangunan terbuka ini kurang kuat dan mudah rusak selama banjir.



8.2

189

Tanggul

8.2.1 Panjang dan elevasi

Kurve pengempangan digunakan untuk menghitung panjang dan elevasi tanggul banjir di sepanjang sungai untuk banjir dengan periode ulang yang berbeda-beda. Perhitungan yang tepat untuk kurve pengempangan dapat dikerjakan dengan metode langkah standar (standar step method) bila potongan melintang, kemiringan dan faktor kekerasan sungai ke arah hulu lokasi bendung sudah diketahui sampai jarak yang cukup jauh. Perkiraan kurve pengempangan yang cukup akurat dan aman adalah (lihat Gambar 8.4). x

z=h(1

for for

h a h a

L

≥1

L =

≤1

L

=

)2

2h I a+h I

di mana: a = kedalaman air di sungai tanpa bendung, m h = tinggi air berhubung adanya bendung (dimuka bendung), m L = panjang total di mana kurve pengempangan terlihat, m z = kedalaman air pada jarak x dari bendung, m x = jarak dari bendung, m I = kemiringan sungai Akibat agradasi sungai di hulu bendung, permanen, elevasi tanggul harus dicek untuk memastikan apakah tanggul itu sudah aman terhadap banjir selama umur bangunan.

8.2.2 Arah poros

Tanggul banjir sebaiknya selalu jauh dari dasar air rendah sungai, atau dilindungi dari bahaya erosi akibat aliran yang cepat. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


190

Z

K em i r i n g a n I

h a x L

Gambar 8.4

Kurve pengempangan

8.2.3 Tinggi jagaan

Tanggul banjir sebaiknya direncana 0,25 m di atas elevasi pangkal bendung (abutment) guna menciptakan keamanan ekstra: selama terjadi banjir yang luar biasa besar, bendung dan pangkalnya akan melimpah dulu, melindungi bangunan agar tidak terlanda banjir.

8.2.4 Potongan melintang

Tanggul banjir akan direncana dengan lebar atas 3 m. Jika tanggul itu harus juga menyangga jalan di atasnya, maka lebar itu hendaknya ditambah sesuai dengan kebutuhan. Kemiringan hulu dan hilir diambil menurut harga-harga yang diberikan pada Tabel 8.1 di bawah ini. Harga-harga itu dianjurkan untuk tanggul tanah homogen (seragam) dengan pondasi yang stabil. Tanggul tanah tidak homogen harus direncana sesuai dengan teori yang sudah ada.



191

Tabel 8.1 Harga-harga kemiringan talut untuk tanggul tanah homogen (menurut USBR, 1978).

Klasifikasi tanah1)

1)

Kemiringan

Kemiringan

hulu

hilir

GW, GP, SW, SP

tak kedip air, tak cocok

GC, GM, SC, SM

1 : 2,5

1:2

CL, ML

1:3

1 : 2,5

CH, MH

1 : 3,5

1 : 2,5

Menurut Unified Soil Classification System (lihat KP – 06 Parameter bangunan)

Tanggul yang tingginya lebih dari 5 m sebaiknya dicek stabilitasnya dengan menggunakan metode yang cocok. Dalam KP – 06 Parameter Bangunan diberikan metode-metode yang dianjurkan. Bila pondasi tanggul tidak kedap air, maka harus dibuat parit halang (cut-off trench) yang dalamnya sampai 1/3 dari tinggi air. Lihat Gambar 8.5

tanah seragam dipadatkan H H/3 dinding halang

Gambar 8.5

kupasan

Potongan Melintang Tanggul

8.2.5 Pembuang

Pembuangn air (drainase) daerah di belakang tanggul banjir sampai ke sungai harus dipertimbangkan, khususnya jika tanggul sejajar dengan sungai (lihat Gambar 8.6). Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


192

Kebutuhan pembuangan air dapat dipenuhi dengan membuat saluran pembuang paralel yang mengalirkan airnya ke kantong lumpur, atau dengan pembuang yang memintas melalui tanggul dan dilengkapi dengan pintu otomatis yang menjaga agar air tidak masuk selama muka air tinggi. Kemudian akan terjadi genangan dan oleh karena itu sistem ini tidak cocok untuk daerah-daerah yang berpenduduk. Bila tidak dapat dipakai pintu otomatis, maka dapat dipilih pintu sorong jika tenaga eksploitasinya tersedia. pembuang se jajar

sungai

bendung

pintu Gambar 8.5

8.3

Cara memecahkan masalah pembuangan air

Sodetan sungai

Kadang-kadang lebih menguntungkan untuk membuat bangunan utama di luar alur sungai yang ada dan membelokkan sungai itu sesudah pelaksanaan selesai.

Dalam

metode

pelaksanaan

ini,

masalah

keteknikan

sungai

hendaknya mendapat perhatian yang sungguh-sungguh selama perencanaan, misalnya alur sodetan, dimensi alur, perubahan dasar sungai serta penutupan sungai. Tata letak Tata letak yang tepat untuk sodetan bergantung kepada banyak faktor: geologi, geologi teknik, bangunan, topografi dan sebagainya. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


193

Namun demikian, ada beberapa pertimbangan umum berdasarkan perilaku sungai yang dapat diberikan di sini, yaitu: -

gangguan morfologi sungai diusahakan sesedikit mungkin

sodetan (kopur)

C

A=A ' bendung baru tanggul penutup denah B

s u n g a i bendung baru

A B

A'

potongan mem anjang Gambar 8.7

-

C

Kopur atau sodetan

menurunnya dasar sungai akibat adanya sodetan harus dipikirkan kedalaman pondasi bangunan di sebelah hulu hendaknya dicek.

Gambar 8.7 memberikan contoh sodetan pada sungai berminder. Jarak antara A dan C diperpendek dengan sodetan. Dasar sungai akan turun guna mendapatkan kembali keseimbangan batasnya (ultimate equilibrium). Ini akan memerlukan banyak waktu, tetapi koperan hilir bendung dan pangkal bendung harus aman terhadap erosi semacam ini. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


194

Tanggul penutup Penutupan dasar sungai lama dan pembelokan sungai tersebut ke atau melalui bangunan utama yang baru hendaknya direncanakan secara terinci. Ada beberapa hal yang akan membantu dalam perencanaan ini, yaitu: -

aliran harus dibelokkan melalui sodetan (dan bangunan utama) dengan sedikit menaikkan muka air hulu.

-

Penutupan sungai harus dilakukan pada waktu terjadi aliran kecil yang meliputi jangka waktu lama.

-

Penutupan harus dilakukan dengan amat cepat

-

Bahan yang dipakai untuk menutup sebaiknya bahan berat dan tersedia dalam jumlah yang cukup.

Bila penutupan awal telah berhasil, maka tanggul penutup itu diperkuat supaya menjadi permanen. Tanggul harus diberi lindungan terhadap erosi, terutama sisi yang terkena air sungai. Dalam beberapa hal, tanggul penutup lebih baik dibuat jauh dari sodetan setelah aliran sungai berhasil dibelokkan. Dalam hal ini ‘lengan’ sungai 9 yang mati di hulu tanggul penutup akan terisi sedimen dan menambah aman tanggul tersebut.

muka banjir muka air rendah

sedimentasi yang akan ter jadi tanggul penutup sementara (batu berat) Gambar 8.8

Tipe Tanggul Penutup


tanggul penutup -permanen

pembuang di kaki tanggul

Penyelidikan Model Hidrolis

9.

PENYELIDIKAN MODEL HIDROLIS

9.1

Umum

195

Model hidrolis dipakai untuk mensimulasi perilaku hidrolis pada prototip bendung atau bendung gerak yang direncanakan dengan skala lebih kecil. Kemungkinan lain untuk mensimulasi perilaku hidrolis adalah membuat model matematika pada komputer. Pengukuran langsung di lapangan atau dalam model fisik harus dilakukan untuk memantapkan hasil-hasil yang diperoleh dari perhitungan komputer. Penyelidikan model dilakukan untuk meyelidiki perilaku ( performance ) hidrolis dari seluruh bangunan atau masing-masing komponennya. Model komputer dipakai untuk studi banjir dan gejala morfologi seperti agradasi dan degradasi yang akan terjadi di sungai itu. Ahli yang bertanggung jawab atas perencanaan jaringan irigasi, harus memutuskan apakah penyelidikan model diperlukan atau tidak, berdasarkan pertimbangan-pertimbangan berikut:

-

apakah kondisi lokasi sedemikian rupa sehingga akan timbul masalahmasalah yang tidak bisa dipecahkan dengan pengalaman yang ada sekarang.

-

apakah masalah-masalah bangunan begitu kompleks sehingga dengan parameter-parameter dan standar perencanaan yang ada tidak mungkin dibuat suatu perencanaan akhir yang dapat diterima.

-

apakah hasil-hasil penyelidikan model itu akan berarti banyak menghemat biaya.

-

apakah aturan-aturan pendahuluan untuk eksploitasi dan pemeliharaan bangunan

nanti

tidak

dapat

ditetapkan

berdasarkan

pengalaman

sebelumnya.

- Apakah biaya pelaksanaan penyelidikan model tidak besar dibandingkan dengan seluruh biaya pelaksanaan bangunan.



196

Pasal 9.2 menjelaskan komponen-komponen bangunan bendung yang dapat diselidiki dalam model hidrolis, dengan mempertimbangkan kondisi lokasi yang sebenarnya. Kriteria untuk menentukan perlunya melakukan penyelidikan model diberikan pada pasal 9.3.

9.2

Penyelidikan Model untuk Bangunan Bendung

Komponen-komponen bangunan bendung berikut serta konstruksi-konstruksi pelengkapnya dapat diselidiki dalam model hidrolis:

-

lokasi dan tatal letak umum bangunan bendung

-

pekerjaan pengaturan sungai di hulu bangunan

-

bentuk mercu bendung pelimpah tetap

-

pintu-pintu utama bendung gerak termasuk bentuk ambangnya

-

kolam olak dan efisiensinya sebagai peredam energi

-

eksploitasi pintu bendung gerak sehubungan dengan penggerusan lindungan dasar dan dasar sungai

-

kompleks

pembilas/pengambilan

sehubungan

dengan

pengelakkan

sedimen

-

saluran pengarah dan kantong lumpur sehubungan dengan sitribusi kecepatan yang seragam.

9.2.1 Lokasi dan tata letak

Sebelum memulai pelaksanaan model, lokasi harus dipilih dan tata letak umum harus dibuat. Kriteria yang harus dipertimbangkan untuk pemilihan lokasi dan penentuan dimensi-dimensi utama telah dibicarakan dalam Bab 3. Penyelidikan model biasanya tidak dipakai untuk pemilihan lokasi. Alasan utamanya adalah bahwa perencanaan hidrolis hanyalah merupakan salah satu dari banyak kriteria yang menentukan pemilihan lokasi. Tata letak pendahuluan bangunan utama bisa dicek dalam model, yang dilakukan untuk



197

pekerjaan-pekerjaan bangunan yang besar dan rumit. Untuk bangunan utama yang sederhana, pencekan semacam ini tidak perlu. Apabila bangunan bendung akan dibuat di salah satu dari saluran cabang di daerah delta sungai, maka penyelidikan akan diperlukan untuk menentukan konsekuensi-konsekuensi hidrolik dan morfologi untuk jaringan sungai pada umumnya dan saluran cabang dari bangunan utama khususnya. Dalam hal ini, lokasi bangunan di sungai harus diselidiki secara lebih mendetail. Walaupun masalah-masalah ini dapat diselidiki dalam model fisik, namun sudah tersedia pula model-model komputer untuk mensimulasi perilaku hidrolis dan morfologis sungai, dengan mengandaikan bahwa proyek berada di tempat yang benar. Penggunaan model-model komputer akan lebih murah, cepat dan tergantung pada data yang tersedia, hasil-hasilnya akan mempunyai tingkat ketepatan yang sama dibanding dengan hasil-hasil model fisik.

9.2.2 Pekerjaan Pengaturan Sungai

Mungkin diperlukan pekerjaan pengaturan sungai guna memperbaiki pola aliran di hulu bangunan atau untuk memantapkan tanggul sungai yang belum stabil. Di ruas-ruas sungai bagian atas yang curam, palung kecil yang ada mungkin tidak stabil dan kadang-kadang melewati pengambilan. Kalau demikian halnya, diperlukan krib untuk menstabilkan palung kecil dekat pengambilan. Ini adalah pekerjaan yang relatif kecil dan bisa rusak akibat banjir besar dan perlu diperbaiki sewaktu-waktu. Oleh sebab itu penyelidikan model bukan merupakan keharusan. Pekerjaan lindungan tanggul biasanya dapat direncana menurut aturanaturan umum perencanaan, tanpa penyelidikan dengan model. Perlu diperhatikan agar kedalaman pondasi lingkungan cukup kuat, atau agar bagian-bagian konstruksi itu dapat mengikuti penggerusan dasar sungai tanpa mengurangi stabilitas bangunan secara keseluruhan. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


198

Lokasi bendung biasanya akan dipilih di ruas sungai yang stabil. Tetapi pada sungai teranyam atau sungai dengan sistem tanggul pasir yang berpindahpindah, ruas stabil seperti ini mungkin tidak ada. Setelah pembuatan bendung atau bendung gerak di sungai semacam ini, dasar sungai di sebelah hulu akan naik dan cenderung kurang stabil daripada sebelumnya.

Pekerjaan

pengaturan

sungai

perlu

dilaksanakan

secara

menyeluruh (ekstensif) guna menstabilkan aliran di hulu bendungan yang baru. Dalam perencanaan pekerjaan pengaturan sungai, pola aliran yang menuju ke pengambilan harus diperhitungkan sehubungan dengan banyaknya sedimen yang akan masuk ke jaringan saluran irigasi. Hal ini penting khususnya bila air diambil pada kedua sisi sungai. Oleh sebab itu, untuk bendung atau bendung gerak semacam ini, dianjurkan untuk menyelidiki pola aliran dan tata letak pekerjaan sungai dalam model hidrolis, karena sifatnya yang kompleks, perencanaan pendahuluan mungkin tidak bisa memenuhi semua persyaratan dan penyelidikan model dapat menunjukan banyak kemungkinan untuk perbaikan. Hasil-hasil penyelidikan model akan banyak memungkinkan penghematan biaya pelaksanaan.

9.2.3 Bentuk Mercu Bendung Pelimpah

Sampai saat ini telah banyak dilakukan penyelidikan bentuk mercu bendung dengan model dan hasil-hasilnya telah banyak diterbitkan dalam buku-buku teks. Mercu-mercu tipe Ogee dan tipe bulat yang umum dipakai di Indonesia telah banyak diselidiki; parameter-parameter perencanaannya diberikan dalam pasal 4.2.2. Penyelidikan model diperlukan hanya kalau situasi tertentu menimbulkan masalah yang sulit dipecahkan dengan kemampuan yang ada serta parameter-parameter yang tersedia tidak dapat diterapkan.



199

9.2.4 Pintu Bendung Gerak dan Bentuk Ambang

Sudah banyak metode yang dipakai untuk merencanakan pintu bendung gerak, bergantung kepada persyaratan-persyaratan khusus proyek serta selera seni pada waktu perencanaan sedang dibuat. Kebanyakan perencanaan modern menggunakan pintu radial atau pintu sorong; pintu sorong besar tidak praktis karena gaya gesekannya besar. Pintu ini biasanya direncana sebagai pintu aliran bawah (undershot ), dan asal saja beberapa kriteria dasar perencanaannya diikuti, maka tidak lagi diperlukan pengujian dengan model untuk mencek harga-harga koefisien debit atau perilaku getaran (vibrasi ) untuk ukuran-ukuran pintu yang biasa direncana. Apabila digunakan pintu radial atau sorong sebagai gabungan antara pintu aliran bawah dan aliran atas, maka masalah-masalah hidromekanik yang timbul akan lebih rumit. Debit pembuang, misalnya yang digunakan untuk membersihkan benda-benda hanyut di pengempangan hulu, tidak akan memerlukan penyelidikan dengan model secara teliti. Tetapi pintu yang dapat diturunkan sampai rendah sekali, atau pintu yang mempunyai katup yang besar di bagian atasnya untuk mengatur tinggi muka pengempangan, biasanya harus diselidiki dengan model untuk mencek unjuk kerja hidrolis dan perilaku hidromekanik pintu tersebut. Pengujian semacam ini amat rumit dan sedapat mungkin hindari perencanaan tipe pintu ini dalam perencanaan bangunan utama biasa untuk irigasi. Perencanaan hidrolis ambang dapat dilakukan tanpa penyelidikan dengan model. Kecepatan aliran di hilir pintu dapat dihitung; bahan yang akan dipakai untuk menahan derasnya kecepatan aliran harus dipilih dengan seksama dengan mempertimbangkan abrasi akibat bahan-bahan dasar yang tajam.



200

9.2.5 Kolam Olak

Sudah banyak penyelidikan baik dengan prototip maupun dengan model yang telah dilakukan dengan menentukan parameter-parameter yang akan menghasilkan perencanaan yang andal dan irit biaya. Kriteria utama yang harus dipenuhi agar kolam olak dapat berfungsi dengan baik adalah energi harus dapat diredam secara efisien di dalam air sehingga dasar sungai di sebelah hilir tidak akan tergerus terlalu dalam atau rusak berat sehingga usaha perbaikannya akan berada di luar jangkauan pekerjaan pemeliharaan biasa. Kolam loncat air (hydraulic jump basin ) telah banyak diselidiki dan keandalannya terbukti baik di lapangan. Kolam ini dapat direncana tanpa penyelidikan model, asal saja parameter-parameter perencanaan yang sesungguhnya berada dalam ruang lingkup penerapan. Masalah pokoknya adalah degradasi atau menurunnya dasar sungai setelah bendung atau bendung gerak dibangun. Besarnya degradasi ini harus diperkirakan dan kolam olak direncana sesuai dengan keadaan yang akan terjadi ini dan dengan keadaan tinggi muka air dan dasar sungai yang sekarang. Bila parameter-parameter

perencanaan

kolam

olak

ternyata

tidak

dapat

memberikan cara pemecahan yang memuaskan atas kedua keadaan tersebut di atas, maka akan diperlukan tambahan penyelidikan dengan model guna memperoleh hasil perencanaan yang seimbang dan paling efektif dari segi biaya. Peredam energi tipe bak tenggelam (submerged bucked dissipator ) telah diselidiki oleh USBR. Sebagian besar dari penyelidikan itu dilakukan terhadap tipe bak berlubang (slotted bucket ) untuk pelimpah energi tinggi. Jika tinggi energi masih dapat dikerjakan dengan data-data yang diberikan oleh Puslitbang Air , maka data-data ini dapat dipakai untuk menyelesaikan perencanaan akhir. Dalam perencanaan ini degradasi dasar sungai yang mungkin akan terjadi di waktu yang akan datang, harus dipertimbangkan.



201

9.2.6 Eksploitasi Pintu Bendung Gerak

Untuk bendung gerak berpintu banyak dan mungkin dengan pengambilan di kedua sisi sungai, cara terbaik eksploitasi pintu-pintu ini dapat diselidiki dengan model. Ada dua fenomena/gejala yang akan diselidiki dengan model demikian, yakni: (1) masuknya sedimen ke dalam jaringan saluran irigasi, dan (2) kedalaman maksimum penggerusan sehubungan dengan cara eksploitasi pintu ini.

9.2.7 Pengambilan dan Pembilas

Untuk debit saluran dengan besaran normal, tidak diperlukan penyelidikan dengan model secara mendetail untuk pengambilan dan pembilas. Kini sudah banyak sekali tipe pengambilan untuk berbagai keadaan lapangan. Di samping itu juga telah tersedia hasil-hasil penyelidikan dengan model. Kritera perencanaan untuk pengambilan dan pembilas, akan memberikan dasar yang cukup memadai untuk menyelesaikan perencanaan hidrolis akhir. Bila sungai mengangkut batu-batu besar selama banjir, bisa dipertimbangkan untuk memasang saringan (screen ) agar batu-batu tersebut tetap jauh dari pengambilan. Kemampuan kerja saringan semacam itu dapat diselidiki dengan model. Kriteria perencanaan bagi saringan ini hampir tidak mungkin ditetapkan, karena melihat banyak faktor yang tidak diketahui.

9.2.8 Saluran Pengarah dan Kantong Lumpur

Saluran pengarah (feeder canal ) biasanya berupa bagian saluran melengkung yang mengantarkan debit dari pengambilan ke kantog lumpur. Kecepatan aliran di dalam saluran pengarah harus cukup tinggi untuk mengangkut semua fraksi sedimen yang masuk ke jaringan saluran pada pengambilan. Di mulut kantong lumpur, kecepatan aliran akan sangat diperlambat dan distribusinya merata di seluruh lebar kantong. Oleh sebab itu, peralihan antara saluran pengarah dan kantong lumpur harus direncana Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama


202

secara seksama, dilengkapi dengan dinding pengarah dan alat-alat pengatur distribusi aliran lainnya. Penyelidikan dengan model secara mendetail akan sangat membantu menciptakan distribusi aliran yang seragam/merata. Kemampuan kerja kantong lumur tidak bisa diselidiki di laboratorium, karena adanya efek skala.

9.3

Kriteria untuk Penyelidikan dengan Model

Sebagaimana

telah

disebutkan

dalam

pasal

9.1,

perencana

harus

memutuskan apakah diperlukan penyelidikan dengan model atau tidak. Untuk dapat memilih kriteria yang dapat diterapkan untuk kondisi-kondisi tertentu di lapangan, klasifikasi situasi yang benar-benar dijumpai di lapangan diberikan pada Tabel A.3.1, A.3.2 dan A.3.3 (lihat Lampiran 3). Klasifikasi tersebut didasarkan pada hal-hal berikut:

- ruas sungai; atas, tengah, bawah - lebar rata-rata sungai dan aliran permukaan (overland flow ) - debit per lebar satuan sungai - ukuran butir bahan dasar yang diangkut oleh sungai - besar debit saluran. Berdasarkan klasifikasi ini, dianjurkan agar penyelidikan model dilakukan untuk komponen-komponen bangunan utama berikut:

- lokasi dan tata letak umum - pekerjaan pengaturan sungai - pintu-pintu bendung termasuk ambang - kolam olak - eksploitasi pintu - pengambilan dan pembilas - saluran pengarah dan kantong lumpur - bangunan pembilas



203

Pada tabel-tabel itu disebutkan apakah penyelidikan model dianjurkan atau tidak. Ruang lingkup proyek, yang dijelaskan pada tabel-tabel tersebut, berada di luar

jangkuan

bangunan

yang

dianggap

sahih/valid

bagi

standar

perencanaan. Hal ini dicantumkan karena, pertama: tidak dapat diberikan definisi yang tepat untuk istilah proyek “standar”, dan kedua: ruang lingkup itu memberikan indikasi mengenai penyelidikan model bagaimana yang diperlukan untuk bangunan-bangunan yang lebih besar.


Metode Pelaksanaan

10.

METODE PELAKSANAAN

10.1

Umum

204

Besarnya pekerjaan untuk sebuah bendung dan bangunan-bangunan pelengkapnya, serta kenyataan bahwa bendung tersebut harus dibangun di sungai, memaksa kita untuk mempertimbangkan persyaratan-persyaratan yang diperlukan selama pelaksanaan. Metode pelaksanaan yang akan diterapkan

harus

diperikan

(dideskripsikan)

dengan

jelas

agar

tidak

menimbulkan masalah selama pelaksanaan. Ada dua metode yang dapat dipertimbangkan: pelaksanaan di dasar sungai dan pelaksanaan yang sama sekali ada di luar dasar sungai.

10.2

Pelaksanaan di Sungai

Sungai harus dibelokkan selama pelaksanaan berlangsung. Untuk ini sebagian dari sungai tersebut dikeringkan, atau seluruh aliran sungai dibelokkan melalui saluran atau terowongan pengelak. Untuk merencanakan elevasi tanggul pengelak (coffer dam ) yang menutup sungai dan melindungi ruang kerja, maka kemungkinan melimpahnya banjir dan banjir rencana selama pelaksanaan berlangsung harus ditentukan. Untuk mengukur risiko ini dapat digunakan grafik pada Gambar 10.1 yang memberikan perhitungan risiko yang diterima selama umur bangunan. Umur sebuah saluran atau bendung pengelak biasanya dua sampai tiga tahun, bergantung kepada waktu pelaksanaan. Apakah risiko melimpahnya bendungan pengelak akan menjadi tanggungan pihak kontaktor atau perencana diputuskan dengan jelas dalam dokumen kontrak. Pada umumnya itu menjadi tanggung jawab kontraktor dengan pihak Pemberi Pekerjaan menunjukkan tinggi keamanan yang terendah. Selama perencanaan, pemilihan metode pelaksanaan harus juga didasarkan pada kelayakan dan biayanya. Dan tergantung pada keahlian Pelaksana Pekerjaan, harus diputuskan metode mana yang hendak diikuti. Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Metode Pelaksanaan

205

Hal-hal yang harus dicek dan dipersiapkan selama perencanaan pendahuluan adalah:

- tanggul pengelak - saluran atau terowongan pengelak - pembuangan air (drainase). (Pr = perhitungan risiko yang diterima) 1% 5% Pr dalam %

1000 800 600

10% 20% 25% 30%

400 300 n u h a t T n a k u l r e p i d g n a y a n a c n e r g n a l u e d o i r e p

200 50% 100 80 60 40 30 20 10 8 6 4 3 2 1 1

2

3

4

5 6

8 10

20

30

40 50 60

80 100

umur bangunan yang diinginkan d dalam tahun

Gambar 10.1

Grafik untuk menentukan perhitungan risiko yang diterima

- jadwal pelaksanaan - tersedianya bahan bangunan - debit maksimum sungai selama pelaksanaan - pengeringan (dewatering) lokasi pekerjaan Berkenaan dengan jadwal waktu, kadang-kadang orang bisa bekerja di dasar sungai tanpa memerlukan terlalu banyak perlindungan dengan merencanakan pekerjaan itu menurut musim: kebanyakan daerah di Indonesia mempunyai Kriteria Perencanaan – Bangunan Utama

Metode Pelaksanaan

206

musim kering dan penghujan yang berlainan dan dengan demikian terdapat perbedaan-perbedaan besar dalam hal ini debit sungai.

10.3

Pelaksanaan di tempat Kering

Dalam banyak hal, metode pelaksanaan ini akan lebih disukai. Bangunan dibuat di luar dasar sungai, kemudian sungai itu dielakkan sesudah pelaksanaan selesai. Metode ini disebut “pelaksanaan pada sudetan” (kopur). Risiko kerusakan yang diakibatkan oleh penggenaan ruang kerja, kecil saja dan dijumpai sedikit saja hambatan pelaksanaan. Jika ternyata layak, maka metode pelaksanaan ini akan dipilih, bahkan kalau biayanya mahal sekali pun. Baik risiko kerusakan bahan maupun kerusakankerusakan lain selama pelaksanaan harus sedapat mungkin dihindari. Hal ini hendaknya mendapat perhatian khusus. Pembelokan aliran sungai setelah pembuatan bendung atau bendung gerak selesai, dilakukan dengan tanggul penutup. Tanggul tersebut akan dibangun sedekat mungkin dengan mulut sodetan. Guna mengurangi beda muak air pada tanggul penutup selama pelaksanaan, muka air di depan bangunan utama yang baru harus dijaga agar tetap rendah, dengan cara membuka pintu pengambilan dan melewatkan air sebanyak mungkin melalui pintu-pintu itu. Tanggul penutup merupakan tanggul sementara saja, jika tanggul permanen akan dibuat di tempat lain mungkin lebih ekonomis.


LAMPIRAN

1

Lampiran 1

Lampiran 1 Daftar instansi-instansi yang dapat diminta data Umum: Perpustakaan PU

Jl. Pattimura 20 Jakarta

LIPI

Jl. Jend. Sudirman Jakarta Jl. Sangkuriang Cisitu Bandung

Data Topografi: BAKOSURTANAL - peta-peta topografi dan foto-foto udara

Jl. Raya Jakarta Bogor Km. 46 Cibinong Tlp. 82062-82063

DPUP

Di Ibukota Propinsi

PU SEKSI PENGUKURAN


PENGUKURAN GEOLOGI INDONESIA

Jl. Diponegoro 59 Tlp. 73205/8 Bandung

Data Hidrologi: DPMA seksi Hidrologi - data sebagian besar sungai pusat koleksi data juga kumpulan data-data dari masa sebelum P.D.II

Jl. Ir.H.Juanda 193 Bandung

PLN Bagian Tenaga Air

Jl. Hasan Mustopo 55 Tlp. 72053 Bandung

Bina Program Pengairan



207

LAMPIRAN

2

Tabel A.2.1

Lampiran 2

208

Lampiran 2

209

Nilai-nilai banding tanpa dimensi untuk Loncat Air (dari Bos, Replogle dan Clemmens, 1984)

Δ H

Y d

Y u

H 1

Y u

H 1

vu

2

2 gH 1

2

H u

Y d

vd

H d

H 1

H 1

2 gH 1

H 1

0.2446

3.00

0.3669

1.1006

1.4675

1.1006

0.1223

1.2229

0.2688

3.10

0.3599

1.1436

1.5035

1.1157

0.1190

1.2347

0.2939

3.20

0.3533

1.1870

1.5403

1.1305

0.1159

1.2464

0.3198

3.30

0.3469

1.2308

1.5777

1.1449

0.1130

1.2579

0.3465

3.40

0.3409

1.2749

1.6158

1.1590

0.1103

1.2693

0.3740

3.50

0.3351

1.3194

1.6545

1.1728

0.1077

1.2805

0.4022

3.60

0.3295

1.3643

1.6938

1.1863

0.1053

1.2916

0.4312

3.70

0.3242

1.4095

1.7337

1.1995

0.1030

1.3025

0.4609

3.80

0.3191

1.4551

1.7742

1.2125

0.1008

1.3133

0.4912

3.90

0.3142

1.5009

1.8151

1.2253

0.0987

1.3239

0.5222

4.00

0.3094

1.5472

1.8566

12378

0.0967

1.3345

0.5861

4.20

0.3005

1.6407

1.9412

1.2621

0.0930

1.3551

0.6525

4.40

0.2922

1.7355

2.0276

1.2855

0.0896

1.3752

0.7211

4.60

0.2844

1.8315

2.1159

1.3083

0.0866

1.3948

07920

4.80

0.2771

1.9289

2.2060

1.3303

0.0837

1.4140

0.8651

5.00

0.2703

2.0274

2.2977

1.3516

0.0811

1.4327

0.9400

5.20

0.2693

2.1271

2.3910

1.3723

0.0787

1.4510

1.0169

5.40

0.2579

2.2279

2.4858

1.3925

0.0764

1.4689

1.0957

5.60

0.2521

2.3299

2.5821

1.4121

0.0743

1.4864

1.1763

5.80

0.2467

2.4331

2.6798

1.4312

0.0723

1.5035

1.2585

6.00

0.2417

2.5372

2.7789

1.4499

0.0705

1.5203

1.3429

6.20

0.2367

2.6429

2.8796

1.4679

0.0687

1.5367

1.4280

6.40

0.2321

2.7488

2.9809

1.4858

0.0671

1.5529

1.5150

6.60

0.2277

2.8560

3.0837

1.5032

0.0655

1.5687

16035

6.80

0.2235

2.9643

3.1878

1.5202

0.0641

1.5843


Tabel A.2.1


Δ H

Y d

Y u

H 1

Y u

H 1

vu

2

2 gH 1

2

H u

Y d

vd

H d

H 1

H 1

2 gH 1

H 1

1.6937

7.00

0.2195

3.0737

3.2932

1.5368

0.0627

1.5995

1.7851

7.20

0.2157

3.1839

3.3996

1.5531

0.0614

1.6145

1.8778

7.40

0.2121

3.2950

3.5071

1.5691

0.0602

1.6293

1.9720

7.60

0.2085

3.4072

3.6157

1.5847

0.0590

1.6437

2.0674

7.80

0.2051

3.4723

3.7254

1.6001

0.0579

1.6580

2.1641

8.00

0.2019

3.6343

3.8361

1.6152

0.0568

1.6720

2.2620

8.20

0.1988

3.7490

3.9478

1.6301

0.0557

1.6858

2.3613

8.40

0.1958

3.8649

4.0607

1.6646

0.0548

1.6994

2.4615

8.60

0.1929

3.9814

4.1743

1.6589

0.0538

1.7127

2.5630

8.80

0.1901

4.0988

4.2889

1.6730

0.0529

1.7259

2.6656

9.00

0.1874

4.2171

4.4045

1.6869

0.0521

1.7389

2.7694

9.20

0.1849

4.3363

4.5211

1.7005

0.0512

1.7517

2.8741

9.40

0.1823

4.4561

4.6385

1.7139

0.0504

1.7643

2.9801

9.60

0.1799

4.5770

4.7569

1.7271

0.0497

1.7768

3.0869

9.80

0.1775

4.6985

4.8760

1.7402

0.0489

1.7891

3.1949

10.00

0.1753

4.8208

4.9961

1.7530

0.0482

1.8012

3.4691

10.50

0.1699

5.1300

5.2999

1.7843

0.0465

1.8309

3.7491

11.00

0.1649

5.4437

5.6087

1.8146

0.0450

1.8594

4.0351

11.50

0.1603

5.7623

5.9227

1.8439

0.0436

1.8875

4.3267

12.00

0.1560

6.0853

6.2413

1.8723

0.0423

1.9146

4.6233

12.50

0.1520

6.4124

6.5644

1.9000

0.0411

1.9411

4.9252

13.00

0.1482

6.7437

6.8919

1.9268

0.0399

1.9667

5.2323

13.50

0.1447

7.0794

7.2241

1.9529

0.0389

1.9917

5.5424

14.00

0.1413

7.4189

7.5602

1.9799

0.0379

2.0178

5.8605

14.50

0.1381

7.7625

7.9006

2.0032

0.0369

2.0401


Tabel A.2.1

Lampiran 2

209

Lampiran 2

210


Δ H

Y d

Y u

H 1

Y u

H 1

vu

2

2 gH 1

2

H u

Y d

vd

H d

H 1

H 1

2 gH 1

H 1

1.6937

7.00

0.2195

3.0737

3.2932

1.5368

0.0627

1.5995

1.7851

7.20

0.2157

3.1839

3.3996

1.5531

0.0614

1.6145

1.8778

7.40

0.2121

3.2950

3.5071

1.5691

0.0602

1.6293

1.9720

7.60

0.2085

3.4072

3.6157

1.5847

0.0590

1.6437

2.0674

7.80

0.2051

3.4723

3.7254

1.6001

0.0579

1.6580

2.1641

8.00

0.2019

3.6343

3.8361

1.6152

0.0568

1.6720

2.2620

8.20

0.1988

3.7490

3.9478

1.6301

0.0557

1.6858

2.3613

8.40

0.1958

3.8649

4.0607

1.6646

0.0548

1.6994

2.4615

8.60

0.1929

3.9814

4.1743

1.6589

0.0538

1.7127

2.5630

8.80

0.1901

4.0988

4.2889

1.6730

0.0529

1.7259

2.6656

9.00

0.1874

4.2171

4.4045

1.6869

0.0521

1.7389

2.7694

9.20

0.1849

4.3363

4.5211

1.7005

0.0512

1.7517

2.8741

9.40

0.1823

4.4561

4.6385

1.7139

0.0504

1.7643

2.9801

9.60

0.1799

4.5770

4.7569

1.7271

0.0497

1.7768

3.0869

9.80

0.1775

4.6985

4.8760

1.7402

0.0489

1.7891

3.1949

10.00

0.1753

4.8208

4.9961

1.7530

0.0482

1.8012

3.4691

10.50

0.1699

5.1300

5.2999

1.7843

0.0465

1.8309

3.7491

11.00

0.1649

5.4437

5.6087

1.8146

0.0450

1.8594

4.0351

11.50

0.1603

5.7623

5.9227

1.8439

0.0436

1.8875

4.3267

12.00

0.1560

6.0853

6.2413

1.8723

0.0423

1.9146

4.6233

12.50

0.1520

6.4124

6.5644

1.9000

0.0411

1.9411

4.9252

13.00

0.1482

6.7437

6.8919

1.9268

0.0399

1.9667

5.2323

13.50

0.1447

7.0794

7.2241

1.9529

0.0389

1.9917

5.5424

14.00

0.1413

7.4189

7.5602

1.9799

0.0379

2.0178

5.8605

14.50

0.1381

7.7625

7.9006

2.0032

0.0369

2.0401


Tabel A.2.1


Δ H

Y d

Y u

H 1

Y u

H 1

vu

2

2 gH 1

2

H u

Y d

vd

H d

H 1

H 1

2 gH 1

H 1

6.1813

15.00

0.1351

8.1096

8.2447

2.0274

0.0361

2.0635

6.5066

15.50

0.1323

8.4605

8.5929

2.0511

0.0352

2.0863

6.8363

16.00

0.1297

8.8153

8.9450

2.0742

0.0345

2.1087

7.1702

16.50

0.1271

9.1736

9.3007

2.0968

0.0337

2.1305

7.5081

17.00

0.1247

9.5354

9.6601

2.1190

0.0330

2.1520

7.8498

17.50

0.1223

9.9005

10.0229

2.1407

0.0323

2.1731

8.1958

18.00

0.1201

10.2693

10.3894

2.1619

0.0317

2.1936

8.5438

18.50

0.1180

10.6395

10.7575

2.1830

0.0311

2.2141

8.8985

19.00

0.1159

11.0164

11.1290

2.2033

0.0305

2.2339

9.2557

19.50

0.1140

11.3951

11.5091

2.2234

0.0300

2.2534

9.6160

20.00

0.1122

11.7765

11.7765

2.2432

0.0295

2.2727


Lampiran 2

Tabel A.2.1

210


Δ H

Y d

Y u

H 1

Y u

H 1

vu

2

2 gH 1

2

H u

Y d

vd

H d

H 1

H 1

2 gH 1

H 1

6.1813

15.00

0.1351

8.1096

8.2447

2.0274

0.0361

2.0635

6.5066

15.50

0.1323

8.4605

8.5929

2.0511

0.0352

2.0863

6.8363

16.00

0.1297

8.8153

8.9450

2.0742

0.0345

2.1087

7.1702

16.50

0.1271

9.1736

9.3007

2.0968

0.0337

2.1305

7.5081

17.00

0.1247

9.5354

9.6601

2.1190

0.0330

2.1520

7.8498

17.50

0.1223

9.9005

10.0229

2.1407

0.0323

2.1731

8.1958

18.00

0.1201

10.2693

10.3894

2.1619

0.0317

2.1936

8.5438

18.50

0.1180

10.6395

10.7575

2.1830

0.0311

2.2141

8.8985

19.00

0.1159

11.0164

11.1290

2.2033

0.0305

2.2339

9.2557

19.50

0.1140

11.3951

11.5091

2.2234

0.0300

2.2534

9.6160

20.00

0.1122

11.7765

11.7765

2.2432

0.0295

2.2727


LAMPIRAN

3

LAMPIRAN

3

Lampiran 3

211

Tabel A.3.1 Penyelidikan dengan model untuk bangunan utama di ruas atas sungai

DATA SUNGAI

LOKASI DAN TATA LETAK UMUM

- bendung tetap - lebar dasar sungai ≤ 50 m - debit q ≤ 10 m3 /dt/m - sungai mengangkut berangkal/ bongkah, 64500 mm, bahan dasar – 2000 mm - debit saluran 3 ≤ 10 m /dt

- penyelidikan model tak dianjurkan - lokasi dan tata letak bergantung pd kondisi lapangan - pilihan terbaik pada ruas stabil palung kecil di tepi pengambilan

- bendung tetap - lebar sungai 20 – 100 m - debit q ≤ 10 –20 m3 /dt/m - sungai mengangkut bongkah ukuran 1500 m - debit saluran 5 - 20 m3 /dt

- penyelidikan model tak dianjurkan - lokasi dan tata letak bergantung pd kondisi lapangan - pilihan terbaik pd ruas stabil palung kecil di tepi pengambilan


PEKERJAAN PENGATURAN SUNGAI - penyelidikan model tak dianjurkan - pengaturan palung kecil dihulu dengan krib - lokasi krib berdasarkan kondisi lapangan

BENTUK MERCU BENDUNG

- penyelidikan model tak dianjurkan - pengaturan palung kecil dihulu dgn krib - lokasi krib berdasarkan kondisi lapangan - perbaikan krib perlu sering dilakukan

- penyelidikan model diperlukan untuk hal-hal istimewa - pengaruh kemiringan/merc u bertangga (jika direncanakan) terhadap kemampuan kolam olak diselidiki dgn model - muka hulu terhempas bongkah, lindungan berat dianjurkan

- penyelidikan model tak dianjurkan

Lampiran 3

212

KOLAM OLAK

PENGAMBILAN DAN PEMBILAS

SALURAN PENGARAH & KANTONG LUMPUR

- penyelidikan model tak dianjurkan - tipe bak tenggelam yang dianjurkan - pasangan batu candi



- penyelidikan model diperlukan untuk hal-hal istimewa - penyelidikan model tiga dimensi dianjurkan untuk penggerusan di hilir bendung tanpa kolam olak

- penyelidikan model dianjurkan - pengendapan batubatu besar di depan pengambilan - efektivitas pembilas; saringan bongkah - alternatif pengambilan tipe saringan bawah



Lampiran 3

213

Tabel A.3.2 Penyelidikan dengan model untuk bangunan utama di ruas tengah sungai

DATA SUNGAI

LOKASI TATA LETAK UMUM

- bendung tetap - lebar dasar sungai ≤ 50 m tak ada aliran permukaan selama banjir - debit q = 12 - 14 m3 /dt/m - sungai mengangkut kerikil sampai ukuran 64 mm - debit saluran 3 ≤ 10 m /dt


- bendung tetap - lebar dasar sungai 50 – 150 m tak ada aliran permukaan - debit q = 14 - 18 m3 /dt/m - sungai mengangkut kerikil sampai ukuran 64 mm - debit saluran 5 – 30 m3 /dt



PEKERJAAN PE NGATURAN SUNGAI - penyelidikan model tak dianjurkan



- penyelidikan model dianjurkan


Lampiran 3

214

KOLAM OLAK




- penyelidikan model tak dianjurkan - sebaiknya dipakai pembilas bawah


- penyelidikan model dianjurkan untuk halhal khusus - selidiki gerusan lokal bila debit bervariasi sepanjang mercu; ini perlu teristimewa jika mercu miring

- penyelidikan model dianjurkan - sebaiknya dipakai pembilas bawah



Lampiran 3

215


DATA SUNGAI

LOKASI TATA LETAK UMUM

- bendung tetap - lebar dasar sungai sangat lebar - debit per m lebar relatif rendah - sungai teranyam dengan banyak serokan terpisah - sungai banyak mengangkut pasir dan kerikil - debit saluran 5 – 20 m3 /dt

-

- bendung tetap - lebar dasar ≤ 50 m - debit q ≤ 10 m3 /dt/m - sungai mengangkut kerikil sampai ukuran 64 mm - debit saluran 3 ≤ 10 m /dt - elevasi pengempangan tinggi

-

penyelidika n model tak dianjurkan

penyelidika n model tak dianjurkan


PEKERJAAN PE NGATURAN SUNGAI - penyelidikan model dianjurkan lokasi & dimensi pekerjaan pengaturan sungai sebaiknya lebih dimantapkan dengan tes model



- penyelidikan model dianjurkan - pintu direncana berdasarkan parameter perencanaan yang ada


Lampiran 3

KOLAM OLAK

EKSPLOITASI PINTU

- penyelidikan model dianjurkan - efek variasi debit harus diselidiki dengan model tiga dimensi

- penyelidikan model tak dianjurkan - pakai kolam locat air - lindungi blok halang dan blok muka dengan pelat baja



216







Lampiran 3

217


DATA SUNGAI

- bendung gerak - lebar sungai 50 – 150 m - debit q = 10 -15 m3 /dt/m - sungai mengangkut pasir dan kerikil ukuran 64 mm - debit saluran 10 –50 m3 /dt - elevasi pengempangan tinggi

LOKASI DAN TATA LETAK UMUM - penyelidikan model dianjurkan - tata letak & lokasi dicek dengan model dasar gerak


PEKERJAAN PENGATURAN SUNGAI - penyelidikan model dianjurkan - pekerjaan pengaturan sungai di optimasi

BENTUK MERCU BENDUNG - penyelidikan model dianjurkan - untuk pintupintu khusus (tipe gabungan aliran atas & aliran bawah); uji untuk mentes berfungsinya gabungan

Lampiran 3

218

KOLAM OLAK

EKSPLOATASI PINTU



- penyelidikan model dianjurkan - verifikasi hasil perencanaan pendahuluan dg model dasar gerak

- penyelidikan model dianjurkan - aturan eksploitasi pintu - sedimen yang masuk saluran irigasi sedikit - gerusan lokal terbatas

- penyelidikan model dianjurkan - efisiensi pengelakan sedimen

- penyelidikan model dianjurkan - selidiki tata letak & morfologi saluran pengarah & peralihan untuk kolam yang sangat lebar


Lampiran 3

219

Tabel A.3.3 Penyelidikan dengan model untuk bangunan utama di ruas bawah sungai

DATA SUNGAI

- bendung tetap - lebar sungai 50 – 150 m - debit q = 14 -18 m3 /dt/m - sungai mengangkut pasir kasar - debit saluran 10 – 30 m3 /s - bendung gerak - lebar sungai ≤ 50 m - debit q ≤ 10 -15 m3 /dt/m - sungai mengangkut pasir & lanau - elevasi pengempangan lebih tinggi daripada tanah disekitarnya - debit saluran ≤ 10 m3 /dt

LOKASI DAN TATA LETAK UMUM - penyelidikan model tak dianjurkan

PEKERJAAN PENGATURAN SUNGAI - penyelidikan model tak dianjurkan







Lampiran 3

KOLAM OLAK

EKSPLOATASI PINTU

- penyelidikan model diperlukan dalam hal-hal khusus - unt debit yg sgt bervariasi, diperlukan tes dgn model dasar grak, khususnya pada mercu miring - penyelidikan model tak dianjurkan - sebaiknya pakai kolam loncat air



220





- penyelidikan model tak dianjurkan - sebaiknya dipakai pembilas bawah - boleh tidak dipakai pembilas bawah jika sungai hanya mengangkut pasir, lanau dan lempung sangat halus


Lampiran 3

221

Tabel A.3.3 Penyelidikan dengan model untuk bangunan utama di ruas bawah sungai

DATA SUNGAI

- bendung gerak - lebar sungai 50 – 150 m - debit q = 10 -15 m3 /dt/m - sungai angkut pasir & lanau - elevasi pengempangan lebih tinggi dari tanah sekitarnya - debit saluran ≤ 10 m3 /s

LOKASI DAN TATA LETAK UMUM - penyelidikan model dianjurkan - tata letak pendahuluan & lokasi dicek dengan model dasar gerak


PEKERJAAN PENGATURAN SUNGAI - penyelidikan model dianjurkan - pekerjaan pengaturan sungai unt mengatur dan melindungi bangunan di optimasi

BENTUK MERCU BENDUNG - penyelidikan model dianjurkan - untuk pintupintu khusus (kombinasi tipe aliran atas & aliran bawah), perlu model unt mencek dan memperbaiki berfungsinya bangunan

Kp-02 (Bangunan Utama)

Recommend Documents